Czytaj i porównuj widma IR w przeglądarce
Krótka odpowiedź: Otwórz darmową przeglądarkę IR MolDraw i upuść plik podczerwieni JCAMP-DX, CSV/TXT lub SPC. Przełączaj %T i absorbancję, koryguj nachyloną linię bazową, wyznaczaj piki i odczytuj prawdopodobną grupę funkcyjną dla każdego z nich. Możesz nałożyć drugie widmo i wyeksportować PNG lub CSV. Plik jest czytany w przeglądarce i nie jest wysyłany na serwer.
Wypróbuj przeglądarkę IR tutaj
Po co przeglądarka IR w przeglądarce internetowej?
IR to często najszybszy test w laboratorium organicznym. Czy powstał ester? Czy alkohol wyjściowy zniknął? Odpowiedź tkwi w kilku pasmach, ale widmo zwykle przychodzi jako plik z oprogramowania FTIR, a to oprogramowanie jest tylko na komputerze przy aparacie.
Przeglądarka internetowa pozwala otworzyć ten plik wszędzie, znaleźć piki i sprawdzić, do jakich grup pasują. Możesz też umieścić dwa widma na jednym wykresie, aby zobaczyć, co się zmieniło w trakcie reakcji.
Co mówi widmo IR
Wiązania pochłaniają promieniowanie podczerwone przy częstościach zależnych od siły wiązania i masy atomów. Oś x to liczba falowa w cm−1, rysowana od wysokich do niskich wartości.
%T i absorbancja pokazują te same dane. Transmitancja T to ułamek światła, które przechodzi przez próbkę. Absorbancja to A = −log10(T). W %T pasma są skierowane w dół. W absorbancji są skierowane w górę, a wysokość pasma jest proporcjonalna do stężenia (prawo Lamberta–Beera). Dlatego absorbancja lepiej nadaje się do porównywania intensywności.
Najważniejsze obszary, które warto poznać najpierw:
- O–H: szerokie pasmo w pobliżu 3200–3550 cm−1 w alkoholach. Kwasy karboksylowe pokazują bardzo szerokie pasmo O–H, ciągnące się od około 3300 do 2500 cm−1.
- C–H: tuż poniżej 3000 cm−1 dla węgli sp3, tuż powyżej 3000 cm−1 dla C–H alkenów i aromatów.
- C≡N i C≡C: w pobliżu 2100–2260 cm−1, gdzie niewiele innych pasm się pojawia.
- C=O: silne pasmo w pobliżu 1650–1800 cm−1. Estry leżą w pobliżu 1735–1750, ketony w pobliżu 1715, a amidy niżej, w pobliżu 1650–1690.
- C–O: silne pasma w pobliżu 1000–1300 cm−1 w alkoholach, eterach i estrach.
Poniżej około 1500 cm−1 leży obszar daktyloskopowy. Jest unikalny dla każdego związku, ale trudno przypisać go pasmo po paśmie.
Wiązania, które prawie nie zmieniają momentu dipolowego, np. C=C symetrycznego alkenu, dają słabe pasma IR lub nie dają ich wcale. Często są silne w widmie Ramana, więc gdy brakuje tu oczekiwanego pasma, oczyść i odczytaj widmo Ramana tej samej próbki.
Jakie pliki otwiera
| JCAMP-DX | Pliki .jdx, .dx lub .jcamp, także z danymi skompresowanymi. |
|---|---|
| CSV lub TXT | Dwie kolumny: liczba falowa i intensywność. |
| SPC | Thermo/Galactic SPC w popularnym nowym formacie. Pliki SPC w starym formacie i z wieloma osiami x nie są obsługiwane; zapisz je jako JCAMP-DX lub CSV. |
Przeglądarka ustala, czy wartości y to %T, transmitancja (0–1) czy absorbancja. Oś x w mikrometrach jest przeliczana na cm−1.
Jak przeanalizować widmo
- Naciśnij Otwórz plik IR albo upuść plik na pole. Aby poćwiczyć, naciśnij Etanol lub Kwas benzoesowy.
- Wybierz %T lub Absorbancja dla osi y.
- Jeśli tło jest nachylone lub zakrzywione, zaznacz Korekcja linii bazowej. Wykres zostanie wtedy opisany jako skorygowany.
- Przesuwaj suwak Próg, aż prawdziwe pasma będą wyznaczone, a szum nie, a potem naciśnij Wyznacz piki. Wybierz Dodaj pik, aby ręcznie dodać słabe pasmo.
- Odczytaj tabelę pików. Każdy wiersz podaje liczbę falową, intensywność, najlepsze dopasowanie z typowym zakresem i uzasadnieniem oraz inne możliwości. Stuknij wiersz, aby zacieniować jego pasmo na wykresie.
- Aby porównać, naciśnij Otwórz drugi plik lub wybierz z listy lub przykład…. Naciśnij Zamień, aby drugie widmo stało się głównym.
- Eksportuj przyciskiem Eksportuj PNG, Eksportuj CSV lub Lista pików CSV.
Co robi przeglądarka
| Oś Y | %T lub absorbancja, przeliczane wzorem A = −log10(T). |
|---|---|
| Linia bazowa | Linia bazowa typu „gumka” dopasowywana w absorbancji i odejmowana. |
| Piki | Automatyczne wyznaczanie z progiem, Dodaj pik przez stuknięcie i intensywność oznaczona jako s, m lub w. |
| Grupy | Najlepsze dopasowanie i inne możliwości dla każdego piku na podstawie tej samej tabeli korelacji co tabela spektroskopii IR. Dopasowania, które nie przechodzą sprawdzenia całego widma, są oznaczane jako możliwe. Podsumowanie wymienia grupy, które wyglądają na obecne. |
| Porównaj | Nałóż drugi plik lub przykład w innym kolorze, Zamień lub Usuń drugie. |
| Eksport | PNG wykresu, CSV danych w bieżącym trybie osi y i lista pików CSV z przypisaniami. |
Jak używać jej na zajęciach i w laboratorium
- Zajęcia laboratoryjne: po estryfikacji studenci otwierają swój produkt i szukają pasma C=O estru w pobliżu 1740 cm−1 oraz silnego pasma C–O. Przykład Octan etylu pokazuje, czego szukać.
- Sprawdzanie reakcji: nałóż produkt i substrat. Utratę pasma O–H lub nowe pasmo C=O łatwo zauważyć na jednym wykresie.
- Nauczanie częstości grupowych: wczytaj po kolei Etanol, Aceton i Kwas benzoesowy, aby porównać alkohol, keton i kwas karboksylowy.
- Sprawozdania: wyeksportuj PNG i listę pików CSV do tabeli wyników.
Wskazówki i ograniczenia
- Podpowiedzi grup to punkt wyjścia, a nie przypisanie. Sprawdź każdą z nich względem spodziewanej struktury.
- Niski próg wychwytuje szum i pasma pary wodnej. Podnieś go, a potem ręcznie dodaj słabe pasma, którym ufasz.
- Korekcja linii bazowej zmienia wysokości pasm. Zaznacz to, jeśli podajesz skorygowane widmo.
- W plikach SPC z kilkoma podplikami czytany jest tylko pierwszy.
- Samo IR rzadko dowodzi struktury. Używaj go razem z NMR i widmami masowymi.
Dopiero zaczynasz z IR? Nasz poradnik jak czytać widmo IR omawia każdy obszar na przykładach.
Pytania i odpowiedzi
Czy w sprawozdaniu pokazywać %T, czy absorbancję?
Oba sposoby są popularne. Sprawozdania z chemii organicznej często używają %T, z pikami skierowanymi w dół. Absorbancja jest lepsza, gdy porównujesz wysokości pasm, bo jest proporcjonalna do stężenia. Opisz oś, aby czytelnicy wiedzieli, której wielkości użyłeś.
Czy przeglądarka powie mi, co to za związek?
Nie. Sugeruje grupę funkcyjną dla każdego piku i sprawdza te grupy z resztą widma. Nie podaje nazw związków. Do ustalenia struktury użyj widm NMR i masowych.
Dlaczego obszar poniżej 1500 cm-1 trudno przypisać?
Ten obszar daktyloskopowy zawiera wiele nakładających się pasm drgań zginających i szkieletowych. Bardzo się przydaje do porównania próbki ze znanym wzorcem, ale pojedyncze pasma rzadko same dowodzą obecności grupy funkcyjnej.
Jak pokazać, że reakcja zaszła?
Otwórz produkt jako widmo główne, a substrat jako widmo do porównania. Szukaj pasm, które się pojawiają lub znikają, np. nowego pasma rozciągającego C=O w pobliżu 1700 cm-1 po utlenieniu alkoholu do ketonu.