적외선 분광법의 기본 기기는 적외선(IR) 분광기입니다.
이 장치는 특정 파장의 적외선 흡수를 분석하여 분자에 존재하는 결합의 종류를 파악하는 데 매우 중요한 역할을 합니다.
이해해야 할 4가지 핵심 사항
1. 작동 원리
적외선 분광기는 분자 내의 다양한 유형의 공유 결합이 특정 파장의 적외선을 흡수하는 원리에 따라 작동합니다.
이러한 흡수는 각 결합이 다양한 방식으로 진동할 수 있는 작은 스프링에 비유할 수 있기 때문에 발생합니다.
적외선이 시료와 상호작용하면 결합은 자신의 진동 주파수와 일치하는 파장을 선택적으로 흡수합니다.
이렇게 흡수된 빛은 분자 내에서 진동 에너지로 변환됩니다.
2. 시료 준비 및 분석
분석할 시료를 적외선 빔의 경로에 놓습니다.
시료의 상태(고체, 액체 또는 기체)에 따라 다양한 준비 기술이 사용됩니다.
고체의 경우 멀 기법 또는 감쇠 총반사(ATR) 기법과 같은 방법이 사용됩니다.
멀 기법은 시료를 Nujol과 같은 멀링 에이전트와 혼합하여 페이스트를 만든 다음 분석을 위해 염판에 적용하는 방법입니다.
반면 ATR 방법은 아연 셀레나이드 또는 게르마늄과 같은 굴절률이 높은 프리즘에 분말 시료를 눌러 내부에서 완전히 반사되는 빛을 분석하여 직접 측정할 수 있습니다.
3. 결과 해석
화학자는 시료에 흡수되는 빛의 파장을 조사하여 분자에 존재하는 결합의 유형을 추론할 수 있습니다.
예를 들어, C=O 이중 결합은 일반적으로 5800nm에서 빛을 흡수합니다.
다양한 파장에 걸친 흡수 패턴은 분자의 스펙트럼 지문을 제공하여 분자의 식별 및 구조 분석에 도움을 줍니다.
4. 응용 분야
적외선 분광법은 화학 분석뿐만 아니라 환경 모니터링에도 사용됩니다.
예를 들어 적외선 가스 분석기를 사용하여 대기 중 이산화탄소 수준을 측정할 수 있습니다.
이러한 장치는 CO, CO2, CH4와 같은 가스에 의한 특정 파장의 흡수를 측정하여 환경 연구 및 산업 공정에 유용한 데이터를 제공합니다.
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