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Centro Federal de Educação Tecnológica de PernambucoCoordenação de Química - Análise Orgânica

Espectrometria de Infravermelho – Uma Introdução

1. Introdução

A espectroscopia de absorção no infravermelho é umas das técnicas analíticas utilizadas emlaboratórios de pesquisa, tanto nas indústrias quanto nos meios acadêmicos, tão importantes comooutros meios analíticos instrumentais modernos: a espectrometria no ultravioleta, a espectrometriade absorção atômica e a espectrometria de raios x.

Algumas das vantagens dessa técnica são as facilidades de preparação da amostra; a possibilidade do uso de amostras em filmes sólidos, amostras líquidas e gasosas; bem como o custo,o tamanho e a versatilidade do equipamento necessário para as análises. Outras técnicas para o

 preparo das amostras precisam de extração ou calcinação, ou ainda podem demandar equipamentosmuito caros. Um espectrofotômetro de infravermelho custa menos que a metade de um aparelho deespectrometria de raios x.

A região do infravermelho entre 2,5 mm e 15,0 mm (2.500 nm a 15.000 nm) concentra omaior interesse dos químicos, embora as regiões do infravermelho próximo (0,7 mm a 2,5 mm) e doinfravermelho distante (14,3 mm a 50 mm) venham angariando maior atenção, ultimamente.

O objetivo da espectroscopia de absorção no IV é a determinação dos grupos funcionais deum dado material. Cada grupo absorve em freqüência característica de radiação na região do IV.Assim, um gráfico de intensidade de radiação versus freqüência, o espectrograma de IV, permitecaracterizar os grupos funcionais de um padrão ou de um material desconhecido. Mesmo moléculasdas mais simples podem produzir espectros extremamente complexos. O químico utiliza este fatovantajosamente, comparando o espectro de um composto desconhecido com o de uma amostraconhecida. Determinado o espectrograma da amostra desconhecida, a correlação pico a picoconstitui boa prova de identidade, visto ser pouco provável a coincidência de espectros de doiscompostos diferentes. Embora o espectro no IV seja característico da molécula como um todo,certos grupos de átomos originam bandas mais ou menos na mesma freqüência, independentementeda estrutura da molécula. É justamente a presença dessas bandas características de gruposfuncionais que permite a obtenção de informações úteis para a identificação de estruturas, atravésde simples exame do espectro e consulta a tabelas. Os espectros de IV, em conjunto com outrosdados espectrais, são úteis para a determinação das estruturas de moléculas – quase todos oslaboratórios de universidades e indústrias dispõem de espectrofotômetros de IV, principalmenteaqueles dotados de sistema óptico de duplo feixe

A radiação infravermelha não tem energia suficiente para excitar os elétrons e provocar transições eletrônicas, mas ela faz com que os átomos ou grupos de átomos vibrem com maior 

rapidez e com maior amplitude em torno das ligações covalentes que os unem. Estas vibrações sãoquantizadas e, quando ocorrem, os compostos absorvem energia IV em certas regiões do espectro. Nas vibrações, as ligações covalentes comportam-se como se fossem pequenas molas unindo osátomos. Quando os átomos vibram, só podem oscilar com certas freqüências, e as ligações sofremvárias deformações. Quando a ligação absorve energia, ela sofre alterações e, ao retornar ao estadooriginal, libera essa energia, que então é detectada pelo espectrômetro.

As moléculas podem vibrar de muitos modos. Dois átomos unidos por uma ligaçãocovalente podem efetuar vibrações de estiramento dessa ligação, como se fosse uma mola que esticae retorna ao tamanho original. Três átomos também podem efetuar diferentes vibrações deestiramento e alteração dos ângulos de ligação, em vários planos do espaço. No entanto, asvibrações de estiramento são as mais importantes.

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