Pregrado
  1. Química general  1.1. Introducción a la Química  1.2. Estructura atómica  1.2.1. Partículas subatómicas  1.2.2. Modelo Atómico  1.2.3. Números cuánticos  1.2.4. Configuración Electrónica  1.2.5. Tendencias periódicas  1.2.6. Isotopes and their applications  1.3. Enlace químico  1.3.1. Enlace iónico  1.3.2. Enlaces covalentes  1.3.3. Enlace Metálico  1.3.4. Hibridación  1.3.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  1.3.6. Polaridad del enlace y momento dipolar  1.4. Estequiometría  1.4.1. Concepto de mol  1.4.2. Fórmula empírica y molecular  1.4.3. Reactante limitante y reactante en exceso  1.4.4. Porcentaje de Rendimiento y Pureza  1.4.5. Cálculo de dilución  1.5. Estados de la materia  1.5.1. Leyes de los Gases  1.5.2. Materia y Fuerzas Intermoleculares  1.5.3. Estructuras Sólidas y Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma y fluido supercrítico  1.6. Reacciones químicas  1.6.1. Tipos de Reacciones Químicas  1.6.2. Balanceo de ecuaciones químicas  1.6.3. Reacciones termoquímicas  1.6.4. Perfiles de energía de reacción  1.7. Soluciones y mezclas  1.7.1. Unidades de concentración  1.7.2. Propiedades del síndrome  1.7.3. Solubilidad y Reglas de Solubilidad  1.7.4. La ley de Henry y la ley de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partición  1.8. Equilibrio químico  1.8.1. La ley de acción de masas  1.8.2. El principio de Le Chatelier  1.8.3. Cociente de reacción  1.8.4. Para usar esta calculadora en línea para la constante de equilibrio, ingrese la constante de equilibrio (Eq.) y presione el botón de calcular. Aquí es cómo se puede explicar el cálculo de la constante de equilibrio con los valores de entrada dados -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Equilibrio ácido-base  1.9. Ácidos y bases  1.9.1. Definiciones de Arrhenius, Brønsted–Lowry y Lewis  1.9.2. pH y pOH  1.9.3. Titulación ácido-base  1.9.4. Solución Buffer  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Polyprotic Acids and Bases  1.10. Electroquímica  1.10.1. reacciones redox  1.10.2. Celdas Galvánicas y Electrolíticas  1.10.3. Ecuación de Nernst  1.10.4. Electrólisis  1.10.5. Leyes de Faraday de la electrólisis  1.11. Termodinámica  1.11.1. Leyes de la Termodinámica  1.11.2. Entalpía, entropía y energía libre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidad de las reacciones  1.11.4. Ciclos termodinámicos (Ley de Hess, ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. La ley de velocidad y el orden de reacción  1.12.2. Energía de Activación y Catalizador  1.12.3. Teoría de colisiones  1.12.4. Mecanismo de reacción  1.12.5. Teoría del estado de transición
  2. Química orgánica  2.1. Estructura y relaciones  2.1.1. Hibridación en Compuestos de Carbono  2.1.2. Resonancia y aromatización  2.1.3. Orbitales moleculares  2.1.4. Efectos inductivo y mesomérico  2.2. Hidrocarburos  2.2.1. Hidrocarburos  2.2.2. Alqueno  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compuestos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos y Conformación  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Alcoholes y fenoles  2.3.2. Éteres y epóxidos  2.3.3. Aldehídos y cetonas  2.3.4. Ácidos carboxílicos y derivados  2.3.5. Aminas  2.3.6. Ésteres y amidas  2.3.7. Tioles y sulfuros  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomería en Estereoquímica  2.4.2. Quiralidad y actividad óptica  2.4.3. Análisis estructural  2.4.4. Diastereómeros y Enantiómeros  2.5.1. Reacciones de sustitución  2.5.2. Reacciones de eliminación  2.5.3. Reacciones de adición  2.5.4. Reacciones radicales  2.5.5. Reacciones de reordenamiento  2.5.6. Reacciones Pericíclicas  2.6. Espectroscopía y análisis estructural  2.6.1. Espectroscopía Infrarroja  2.6.2. Espectroscopía por resonancia magnética nuclear  2.6.3. Espectrometría de masas  2.6.4. Espectroscopia UV-visible  2.6.5. Cristalografía de rayos X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adición y Condensación  2.7.2. Mecanismo de polimerización  2.7.3. Polímero biodegradable  2.7.4. Polímeros conductores e inteligentes
  3. Química inorgánica  3.1. Química de coordinación  3.1.1. Ligandos y compuestos de coordinación  3.1.2. Teoría del campo cristalino  3.1.3. Teoría de Orbitales Moleculares en Compuestos de Coordinación  3.1.4. Distorsión de Jahn–Taylor  3.2. Química del grupo principal  3.2.1. Metales alcalinos y alcalinotérreos  3.2.2. Halógenos y Gases Nobles  3.2.3. Los metales de transición y sus complejos  3.2.4. Lantánidos y Actínidos  3.3. Solid state chemistry  3.3.1. Redes cristalinas y celdas unitarias  3.3.2. Defectos en sólidos  3.3.3. Propiedades eléctricas y magnéticas  3.3.4. Superconductividad  3.4. Química bioinorgánica  3.4.1. Iones metálicos en biología  3.4.2. Reacciones enzimáticas con metales  3.4.3. Intoxicación por metales y desintoxicación  3.4.4. Metaloproteínas y Metaloenzimas
  4. Química física  4.1. Química Cuántica  4.1.1. Dualidad onda-partícula  4.1.2. Ecuación de Schrödinger  4.1.3. Números Cuánticos y Orbitales  4.1.4. Espectroscopía atómica y molecular  4.2. Mecánica estadística  4.2.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  4.2.2. Funciones de partición  4.2.3. Estadísticas de Bose-Einstein y Fermi-Dirac  4.3. Termodinámica química  4.3.1. Energía Libre de Gibbs  4.3.2. Transición de fase  4.3.3. Eficiencia termodinámica  4.4. Química de superficies  4.4.1. Absorción y Catálisis  4.4.2. Coloides y Emulsiones
  5. Química Analítica  5.1. Métodos clásicos  5.1.1. Análisis Gravimétrico  5.1.2. titrímetro  5.2. Métodos instrumentales  5.2.1. Cromatografía  5.2.2. Espectroscopía  5.2.3. Métodos electroanalíticos  5.2.4. Difracción de rayos X
  6. Química Industrial  6.1. Petroquímica  6.2. Principios de ingeniería química  6.3. Química Verde  6.4. Farmacéuticos y Síntesis de Medicamentos
  7. Bioquímica  7.1. Carbohidratos  7.2. Proteínas y enzimas  7.3. Lípidos y membranas  7.4. Ácidos nucleicos  7.5. Metabolismo y Bioenergética  7.6. Cinética enzimática y mecanismo

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Espectroscopía Infrarroja


Introducción

La espectroscopía infrarroja es una técnica utilizada en química orgánica para determinar los grupos funcionales presentes en una molécula. Lo hace midiendo la absorción de radiación infrarroja por el material de la muestra en función de la longitud de onda o frecuencia. El espectro resultante es una huella digital única que puede ayudar a identificar sustancias químicas.

Principio de la espectroscopía infrarroja

La radiación infrarroja tiene una longitud de onda más larga y una frecuencia menor que la luz visible. Cuando una molécula absorbe radiación infrarroja, provoca la excitación de los modos vibracionales de la molécula. Estos modos vibracionales están relacionados con el estiramiento y el doblamiento de los enlaces químicos dentro de la molécula. Diferentes grupos funcionales absorben frecuencias específicas de radiación IR, que pueden representarse en el espectro IR.

Espectro electromagnético

La espectroscopía infrarroja se encuentra en la región infrarroja del espectro electromagnético. La región infrarroja se encuentra entre la luz visible y las microondas y se divide en tres regiones:

  • Infrarrojo cercano (NIR): 0.78 a 2.5 μm
  • Infrarrojo medio (MIR): 2.5 a 50 μm
  • Infrarrojo lejano (FIR): 50 a 1000 μm

Vibraciones moleculares

La interacción de la radiación infrarroja con una molécula puede producir una variedad de vibraciones moleculares. Los dos principales tipos de vibraciones observadas en la espectroscopía infrarroja son el estiramiento y el doblamiento.

Estiramiento

  • Estiramiento simétrico: Ambos átomos se mueven hacia o desde el átomo central al mismo tiempo, manteniendo la simetría de la molécula.
  • Estiramiento asimétrico: Un átomo se mueve hacia el átomo central mientras que el otro se aleja.

Doblado

  • Movimiento de tijera: Dos átomos se mueven hacia y desde el otro.
  • Oscilación: Dos átomos se mueven en la misma dirección.
  • Zarandeo: Dos átomos se mueven en direcciones opuestas en un movimiento fuera del plano.
  • Rotación: Movimiento rotacional alrededor del eje del enlace.

Comprender los espectros IR

El espectro IR es un gráfico de transmitancia o absorbancia frente a la frecuencia o la longitud de onda de la luz infrarroja. El eje x generalmente representa el número de onda, medido en cm -1, mientras que el eje y representa el porcentaje de transmitancia.

Ejemplo de espectro IR

Consideremos el espectro IR del etanol (C 2 H 5 OH):

Número de onda (cm -1) % Comunicación Estiramiento C–H Estiramiento O–H

En el espectro de etanol, el pico ancho alrededor de 3300-3500 cm -1 se debe al estiramiento O–H, lo cual es indicativo de alcohol. Los picos en el rango de 2800-3000 cm -1 se deben al estiramiento C–H en el grupo alquilo.

Absorción IR normal

Las bandas de absorción típicas de diferentes grupos funcionales son las siguientes:

Grupo funcional Rango de número de onda (cm -1) Tipo de vibración
Hidrocarburos 2850-2960 Estiramiento C–H
Alqueno 1620-1680 Estiramiento C=C
Alquinos 2100-2260 Estiramiento C≡C
Alcohol 3200-3550 Estiramiento O–H
Ácido carboxílico 2500-3000 Estiramiento extenso O–H
Amina 3300-3500 Estiramiento N–H
Aldehído 1720-1740 Estiramiento C=O
Cetonas 1705-1725 Estiramiento C=O
Éster 1735-1750 Estiramiento C=O

Preparación de muestras

La preparación de muestras para espectroscopía IR puede realizarse en varias formas:

  • Líquido puro: La muestra se ejecuta como una película delgada entre dos placas de sal.
  • Tableta de KBr: Las muestras sólidas son comprimidas al molerlas con bromuro de potasio.
  • Técnica de mezclado: La muestra se mezcla con un agente de mezclado como aceite mineral y se extiende sobre una tarjeta IR.

Aplicaciones de la espectroscopía IR

La espectroscopía infrarroja se utiliza ampliamente en varios campos:

  • Identificación de grupos funcionales: Identificación rápida de grupos funcionales en una molécula a través de bandas de absorción específicas.
  • Elucidación estructural: Proporciona información sobre la estructura molecular al identificar diferentes grupos funcionales y configuraciones de enlaces.
  • Control de calidad: Utilizado en las industrias farmacéutica y química para el control de calidad de materias primas y productos terminados.
  • Análisis ambiental: Debido a su capacidad para identificar compuestos orgánicos, se utiliza en la monitorización de contaminantes de aire y agua.

Análisis de ejemplo - Aspirina

Considere el análisis de la aspirina como un ejemplo común. La aspirina es otro nombre para el ácido acetilsalicílico, que tiene la fórmula molecular C 9 H 8 O 4.

El espectro IR de la aspirina muestra:

  • El pico fuerte a 1750 cm -1 representa el estiramiento C=O del grupo funcional éster.
  • El pico a 1680 cm -1 representa el estiramiento C=O del grupo ácido carboxílico.
  • La absorción de estiramiento O–H aparece en la banda ancha alrededor de 2500-3000 cm -1.

Conclusión

La espectroscopía infrarroja es una herramienta valiosa en química orgánica que ayuda a identificar grupos funcionales y a elucidar estructuras moleculares. Sus amplias aplicaciones en varios campos resaltan su importancia tanto en los ámbitos académicos como industriales.

Pregunta personalizada

  1. Explica el principio de la espectroscopía IR.
  2. Identifica los grupos funcionales presentes en el espectro IR dado: 
    Picos fuertes a 1705 cm -1 y 3300 cm -1.
  3. ¿Cuáles son las técnicas comunes de preparación de muestras en la espectroscopía IR?
  4. Discute las aplicaciones de la espectroscopía IR en la industria farmacéutica.

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