Servicios - Espectroscopia de infrarrojo

La espectroscopia infrarroja, un tipo de espectroscopía vibracional, mide la absorción de radiación infrarroja por parte de una muestra y proporciona información sobre los grupos funcionales presentes.

Para absorber radiación infrarroja una molécula debe experimentar un cambio neto en el momento dipolar como consecuencia del movimiento vibratorio o rotatorio. Debido a una fluctuación en el momento bipolar de una molécula, ésta crea un campo que puede interaccionar con el campo eléctrico asociado a la radiación electromagnética. Si la frecuencia de la radiación iguala a la frecuencia de una vibración natural de la molécula, ocurre una transferencia de energía que da por resultado un cambio en la amplitud de la vibración molecular y en consecuencia hay absorción de la radiación, esto es, se dice que es activa en el IR. Análogamente, la rotación de moléculas asimétricas alrededor de sus centros de masa produce una fluctuación dipolar periódica y permite la interacción con la radiación.

Un espectro de infrarrojo tiene como ordenada la transmitancia (o absorbancia) y como abscisa el número de onda (cm-1).

La frecuencia de la vibración depende de la masa de los átomos. Los átomos más pesados vibran más lentamente (C-H vs. C-D vs. C-C), es decir, tienen una frecuencia característica más baja. Los enlaces C-N y C-O son similares que los enlaces C-C pero son más polares lo que hace que las absorciones sean más intensas.

La frecuencia de la vibración también depende de la rigidez o energía del enlace. Los enlaces C=C son más fuertes que los enlaces C=C y estos a su vez que los enlaces C-C por lo que los primeros vibran a frecuencias más altas.

Los enlaces más fuertes son más rígidos requiriéndose más fuerza para alargarlos o comprimirlos. Los enlaces O-H y N-H son más fuertes que los C-H por lo que los enlaces O-H y N-H vibran a frecuencias más altas.

La frecuencia e intensidad de los distintos modos de vibración es sensible a la estructura química y física. Por lo tanto, la espectroscopía de infrarrojo puede aplicarse para la identificación de homopolímeros tales como el polietileno (PE), polipropileno (PP), policloruro de vinilo (PVC), poliestireno (PS), politetrafluoroteileno (PTFE), polietilen tereftalato (PET), poliésteres (acetatos, acrilatos, metacrilatos), resinas fenólicas, poliuretanos, poliamidas, etc. También se utiliza para la identificación cuantitativa de copolímeros y su secuencia, así como en mezclas poliméricas. Suele usarse también en la determinación de la cinética de polimerización y curado de resinas, para la identificación de monómero residual y aditivos. Es una herramienta importante para la determinación de la morfología de polímeros y se emplea para determinar isomerismo configuracional y conformacional, ramificación en polímeros, grupos terminales, orden y cristalinidad en polímeros. Finalmente, se emplea en estudios de oxidación y degradación de polímeros.