Fourier-transformation-infrarød spektroskopi, eller FTIR, er en analytisk teknologi, der bruges i industri- og akademiske laboratorier til at forstå molekylers struktur og sammensætningen af molekylære blandinger. FTIR-spektroskopi bruger moduleret mellem-infrarød energi til at undersøge en prøve. Det infrarøde lys absorberes ved bestemte frekvenser, der er direkte relateret til atom-til-atom-vibrationsbindingsenergierne i molekylet. Når vibrationsbindingens energi og energien i det mellem-infrarøde lys er ens, kan bindingen absorbere den energi. Forskellige bindinger i et molekyle vibrerer ved forskellige energier og absorberer derfor forskellige bølgelængder af IR-strålingen. Placeringen eller frekvensen og intensiteten af disse individuelle absorptionsbånd bidrager til det samlede spektrum og skaber et karakteristisk fingeraftryk for molekylet. Da FTIR-spektroskopi producerer signaler, der er specifikke for typen af molekylære bindinger eller funktionelle grupper, er det det ideelle værktøj til at måle dannelsen og bruddet af kemiske bindinger under en reaktion. Kobling af FTIR-spektroskopi med attenueret total refleksion, eller ATR, øger denne teknologis anvendelighed ved at give mulighed for at overvåge reaktioner in situ og i realtid. Målinger via ATR-FTIR eliminerer behovet for manuelt at udtage prøver af reaktionen til offline-analyse, hvilket gør det muligt i realtid at bestemme centrale reaktionsegenskaber såsom initiering, endepunkt, reaktive mellemprodukter, kinetik og mekanistisk information. FTIR-spektroskopi er grundlæggende en kvalitativ eller relativ måleteknologi. men kan også give kvantitative målinger af vigtige reaktionskomponenter. FTIR følger Beer-Lambert-loven, A er lig med ABC, hvor den molare absorptivitet, A, og lyskassens længde, B, i praksis er fastlagt og derfor konstante. Således er absorbansen for en vibrationsfrekvens for en specifik binding direkte proportional med mængden af denne specifikke binding eller koncentrationen. Når systemet først er kalibreret, vil hver måling fra FTIR-instrumentet, ligesom for HPLC, være kvantitativ for de reaktionskomponenter, det er kalibreret til at måle. Nu kan der opnås kvantitativ information i realtid gennem hele reaktionens varighed, hvilket kan bruges som kontrolvariable for forhold såsom at tilsætte det næste reagens, køle ned eller opvarme og endda afslutte reaktionen. For mere information, gå til mt.com slash FTIR.
Reaktionsanalyse forenklet
For at forstå kemiske reaktioner skal kemikere adressere følgende:
- Hvornår starter reaktionen? Hvornår stopper reaktionen?
- Hvad er reaktionskinetik og mekanismer?
- Hvad er effekten af disse forbigående mellemprodukter?
- Reagerede den som forventet? Er der dannet nogen biprodukter og hvorfor?
- Hvad sker der, hvis reaktionstemperatur, doseringshastigheder og blandingshastigheder ændres?
For at få de bedste data og analysere reaktioner hurtigt er dette fem nøgleområder, som ReactIR in-situ FTIR-instrumenter udnytter, så reaktionsforståelse er tilgængelig for enhver kemiker - ekspert eller ej.
