- Nguyên lý chung: Phương pháp IR dựa trên sự tương tác của các bức xạ điện từ vùng hồng ngoại (400-4000 cm-1) với các phân tử nghiên cứu. Trong vùng này, năng lượng bức xạ yếu chỉ tương ứng với các mức năng lượng dao động và quay
của các nguyên tử, nhóm nguyên tử trong liên kết và xung quanh liên kết phân tử. Quá trình tương tác đó có thể dẫn đến sự hấp thụ năng lượng, có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc của các phân tử. Trong phương pháp IR, chỉ có
Ta chiếu một chùm tia hồng ngoại đến mẫu chất hữu cơ với các bước sóng khác nhau và sau đó xác định xem bước sóng nào bị hấp thu, bước sóng nào không thì chúng ta sẽ có được một phổ hấp thu của mẫu đó.
những dao động nào kèm theo sự biến đổi momen lưỡng cực điện mới thực hiện các hấp thụ năng lượng cộng hưởng, tạo ra các đám phổ (vạch phổ) hấp thụ IR. Phương trình cơ bản của sự hấp thụ bức xạ điện từ là phương trình Lambert-Beer:
A= lg I0/I = ε.l.C (2.2)
trong đó: A là mật độ quang; I0, I là cường độ ánh sáng trước và sau khi ra khỏi chất phân tích; C là nồng độ chất phân tích (mol/l); l là bề dày của cuvet (cm); ε là hệ số hấp thụ phân tử.
Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào chiều dài bước sóng gọi là phổ hấp thụ hồng ngoại. Mỗi cực đại trong phổ IR đặc trưng cho một dao động của một liên kết trong phân tử. Bảng 2-3 thể hiện tần số đặc trưng của một số nhóm chức [6].
- Ứng dụng: nhận biết các chất
Trước khi ghi phổ hồng ngoại, nói chung ta đã có thể có nhiều thông tin về hợp chất hoặc hỗn hợp cần nghiên cứu như trạng thái vật lý, dạng bên ngoài, độ tan, điểm nóng chảy, điểm cháy,..
Sau khi ghi phổ hồng ngoại, nếu chất nguyên cứu là hợp chất hữu cơ thì trước tiên nghiên cứu vùng dao động hóa trị của H để xác định xem mẫu thuộc loại hợp chất vòng thơm hay mạch thẳng hoặc cả hai. Sau đó nghiên cứu các vùng tần số nhóm để xác định có hay không các nhóm chức. Trong vài trường hợp phương pháp này chỉ dùng để suy đoán kiểu hoặc loại hợp chất. Thông thường phương pháp này dùng để xác định các nhóm chức đính trên vật liệu hấp phụ xúc. Các mẫu đo phổ hồng ngoại trong luận án này được thực hiện trên máy Shimadzu IR, Nhật Bản.