Leggere e confrontare spettri IR nel browser
Risposta breve: apri il visualizzatore IR di MolDraw gratuito e trascinaci un file infrarosso JCAMP-DX, CSV/TXT o SPC. Passa da %T ad assorbanza, correggi una linea di base inclinata, individua i picchi e leggi il gruppo funzionale probabile per ciascuno. Puoi sovrapporre un secondo spettro ed esportare un PNG o un CSV. Il file viene letto nel browser e non viene caricato.
Prova qui il visualizzatore IR
Perché usare un visualizzatore IR nel browser?
L'IR è spesso il controllo più rapido in un laboratorio di chimica organica. Si è formato l'estere? L'alcol di partenza è sparito? La risposta sta in poche bande, ma di solito lo spettro arriva come file del software FTIR, e quel software si trova solo sul PC dello strumento.
Un visualizzatore nel browser ti permette di aprire quel file ovunque, trovare i picchi e vedere a quali gruppi corrispondono. Puoi anche mettere due spettri nello stesso grafico per vedere cosa è cambiato durante una reazione.
Cosa ti dice uno spettro IR
I legami assorbono la luce infrarossa a frequenze che dipendono dalla forza del legame e dalla massa degli atomi. L'asse x è il numero d'onda in cm−1, disegnato da valori alti a valori bassi.
%T e assorbanza mostrano gli stessi dati. La trasmittanza T è la frazione di luce che attraversa il campione. L'assorbanza è A = −log10(T). In %T le bande puntano verso il basso. In assorbanza puntano verso l'alto e l'altezza della banda è proporzionale alla concentrazione (legge di Lambert-Beer). Per questo l'assorbanza è la scelta migliore per confrontare le intensità.
Regioni chiave da imparare per prime:
- O–H: una banda larga vicino a 3200–3550 cm−1 negli alcoli. Gli acidi carbossilici mostrano un O–H molto largo che va da circa 3300 fino a 2500 cm−1.
- C–H: appena sotto 3000 cm−1 per i carboni sp3, appena sopra 3000 cm−1 per i C–H alchenici e aromatici.
- C≡N e C≡C: vicino a 2100–2260 cm−1, dove compare poco altro.
- C=O: una banda intensa vicino a 1650–1800 cm−1. Gli esteri stanno vicino a 1735–1750, i chetoni vicino a 1715 e le ammidi più in basso, vicino a 1650–1690.
- C–O: bande intense vicino a 1000–1300 cm−1 in alcoli, eteri ed esteri.
Sotto circa 1500 cm−1 c'è la regione delle impronte digitali. È unica per ogni composto ma difficile da assegnare banda per banda.
I legami che cambiano poco il dipolo, come il C=C di un alchene simmetrico, danno bande IR deboli o assenti. Spesso sono intensi nel Raman, quindi quando qui manca una banda attesa, pulisci e leggi uno spettro Raman dello stesso campione.
Quali file apre
| JCAMP-DX | File .jdx, .dx o .jcamp, anche con dati compressi. |
|---|---|
| CSV o TXT | Due colonne: numero d'onda e intensità. |
| SPC | SPC Thermo/Galactic nel nuovo formato comune. I file SPC nel vecchio formato e multi-x non sono supportati; salvali come JCAMP-DX o CSV. |
Il visualizzatore capisce se i valori y sono %T, trasmittanza (0–1) o assorbanza. Un asse x in micrometri viene convertito in cm−1.
Come analizzare uno spettro
- Premi Apri file IR o trascina il file nel riquadro. Per esercitarti, premi Etanolo o Acido benzoico.
- Scegli %T o Assorbanza per l'asse y.
- Se lo sfondo è inclinato o curvo, spunta Correzione della linea di base. Il grafico viene allora etichettato come corretto per la linea di base.
- Sposta il cursore Soglia finché vengono individuate le bande reali e non il rumore, poi premi Individua picchi. Scegli Aggiungi picco per aggiungere a mano una banda debole.
- Leggi la tabella dei picchi. Ogni riga riporta numero d'onda, intensità, corrispondenza migliore con il suo intervallo tipico e il motivo, e altre opzioni. Tocca una riga per ombreggiare la sua banda nel grafico.
- Per confrontare, premi Apri 2° file o scegli da oppure un esempio…. Premi Scambia per rendere principale la seconda traccia.
- Esporta con Esporta PNG, Esporta CSV o CSV dell'elenco dei picchi.
Cosa fa il visualizzatore
| Asse Y | %T o assorbanza, convertite con A = −log10(T). |
|---|---|
| Linea di base | Linea di base "rubber-band" calcolata in assorbanza e sottratta. |
| Picchi | Individuazione automatica con soglia, Aggiungi picco con un tocco e intensità indicata con s, m o w. |
| Gruppi | Corrispondenza migliore e altre opzioni per ogni picco, dalla stessa tabella di correlazione della tabella di spettroscopia IR. Le corrispondenze che non superano un controllo sull'intero spettro sono indicate come possibili. Un riepilogo elenca i gruppi che sembrano presenti. |
| Confronta | Sovrapponi un secondo file o un esempio in un colore diverso, Scambia o Rimuovi 2°. |
| Esporta | PNG del grafico, CSV dei dati nella modalità y attuale e un CSV dell'elenco dei picchi con le assegnazioni. |
Come usarlo in classe e in laboratorio
- Laboratori didattici: dopo un'esterificazione, gli studenti aprono il loro prodotto e cercano un C=O estereo vicino a 1740 cm−1 e una banda C–O intensa. L'esempio Acetato di etile mostra cosa cercare.
- Controllo delle reazioni: sovrapponi prodotto e materiale di partenza. Una banda O–H scomparsa o una nuova banda C=O si vedono facilmente nello stesso grafico.
- Insegnare le frequenze di gruppo: carica a turno Etanolo, Acetone e Acido benzoico per confrontare un alcol, un chetone e un acido carbossilico.
- Relazioni: esporta un PNG e il CSV dell'elenco dei picchi per una tabella dei risultati.
Consigli e limiti
- I suggerimenti sui gruppi sono un punto di partenza, non un'assegnazione. Verifica ciascuno rispetto alla struttura che ti aspetti.
- Una soglia bassa individua rumore e bande del vapore acqueo. Alzala, poi aggiungi a mano le bande deboli di cui ti fidi.
- La correzione della linea di base cambia l'altezza delle bande. Dichiaralo se riporti uno spettro corretto.
- Per i file SPC con più sottofile, viene letto solo il primo.
- L'IR da solo raramente dimostra una struttura. Usalo insieme agli spettri NMR e di massa.
Nuovo all'IR? La nostra guida su come leggere uno spettro IR esamina ogni regione con esempi.
Domande e risposte
In una relazione conviene mostrare %T o assorbanza?
Sono comuni entrambe. Le relazioni di chimica organica usano spesso %T, con i picchi rivolti verso il basso. L'assorbanza è migliore quando confronti le altezze delle bande, perché è proporzionale alla concentrazione. Etichetta l'asse, così i lettori sanno quale hai usato.
Il visualizzatore mi dirà qual è il mio composto?
No. Suggerisce un gruppo funzionale per ogni picco e verifica quei gruppi rispetto al resto dello spettro. Non dà il nome dei composti. Usa spettri NMR e di massa per ricavare una struttura.
Perché la regione sotto 1500 cm-1 è difficile da assegnare?
Questa regione delle impronte digitali contiene molte bande di deformazione e di scheletro sovrapposte. È molto utile per confrontare un campione con un riferimento noto, ma raramente una singola banda lì dimostra da sola un gruppo funzionale.
Come posso dimostrare che una reazione è riuscita?
Apri il prodotto come spettro principale e il materiale di partenza in Confronta con. Cerca bande che compaiono o scompaiono, come un nuovo stiramento C=O vicino a 1700 cm-1 dopo l'ossidazione di un alcol a chetone.