ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO Sérgio Pezzin PGCEM - UDESC 2010

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO Infravermelho próximo (NIR) 12.800 – 4.000 cm-1 Fonte: filamento tugstênio ou globar (bastão de SiC) Meio dispersivo: prismas Detetor: PbS (material fotocondutor) Infravermelho médio 4.000 – 300 cm-1 Meio dispersivo: rêdes Detetor: termopares, bolômetros, golay. Infravermelho distante (FIR) 300 – 10 cm-1 Fonte: lâmpada Hg Meio dispersivo: rêdes ou interferômetro Detetor: golay

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO Vibrações moleculares: Em uma molécula de N átomos há 3N graus de liberdade (3 de translação e 3 de rotação) →
(3N – 6) graus de liberdade vibracional As moléculas lineares tem apenas 2 graus de liberdade rotacional, por tanto elas têm (3N – 5) graus de liberdade vibracional Regra de seleção: A vibração deve provocar mudanças no momento dipolar elétrico. Um dipolo oscilante gera um campo elétrico o qual interage com a componente elétrica da radiação eletromagnética.

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO Mesmo que a molécula não tenha dipolo permanente, pode ocorrer uma oscilação do dipolo que pode interagir com a radiação. Algumas vibrações não afetam o momento de dipolo da molécula (por exemplo, a vibração de estiramento de uma molécula diatômica homonuclear), e são chamadas de inativas no infravermelho.

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO As ligações químicas das substâncias possuem frequências de vibração especificas, as quais correspondem a níveis vibracionais da molécula. Variação do momento do dipolo Bandas no IV 3N-5 (molécula linear) Nas transições vibracionais ocorre mudança da posição relativa dos átomos na molécula. Assim, podemos definir os graus de liberdade moleculares e a quantidade de movimentos vibracionais possíveis 3N-6 (molécula não linear)

ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO As ligações podem vibrar de seis modos: estiramento simétrico, estiramento assimétrico, tesoura, rotação, wag e twist, que se encontram representados a seguir:

Algumas bandas de absorção típicas

FTIR em fase líquida e sólida

FTIR como técnica de caracterização

FTIR como técnica de caracterização 1790-1720 very strong yes no 1610 –1590, 1600 – 1580 and 1510 - 1490 1610-1590, 1600-1580 and 1510-1490 All numbers have the meaning of wave numbers and are given in cm-1 3500 - 3200 840 - 820 sharp strong 1450 - 1410 3500 - 3200 1680 - 1630 strong 1450 -1410 sharp 1100 - 1000 1550 - 1530 Alkyd-, Polyesters, Cellulose ether, PVC (plasticized) PS, Arylsilicone, Aryl-alkyl Silicone Co polymers Alkylsilicone, aliphatic hydrocarbons, PTFE, Thiokol Acrylics, Polyester PAs, amines Nitrocellulose cellophan Modif. Epoxies PC Cellophan, Alkylcellulose, PVA, PEO Cellulose= ester Polyurethane Phenol derivatives, Epoxies PAN, PVC, PVDF, POM Polyvinyl acetate, PVC-copo lymers

Polyamid 1790-1720 cm-1 3500-3200 cm-1 1680-1630 cm-1 1550-1530 cm-1 1610-1590 1600-1580 cm-1 1510-1490 epoxies, polycarbonate, alkyd resins, polyesters, cellulose-ether, PVC poly(vinyl acetate), PVC-copoly., cellulose ester, PU, acryl polymers Phenol resins, epoxies, aryl polymers Polyamid

1610-1590 1600-1580 cm-1 1510-1490 820-840 cm-1 1790-1720 cm-1 modified epoxides, polycarbonate, Alkyd resins, polyester, cellulose ester, cellulose ether, PVC (plast), PVAc, PVC-copolym., PU, acrylics modified epoxides, polycarbonate, Alkyd resins, polyester, cellulose ester, cellulose ether, PVC (plast) modified epoxies, polycarbonate polycarbonate

? typical pattern of PU polycarbonate typical pattern of normal PC cellulose ester or polyurethane ? C-O-C-ether region 1610-1590 1600-1580 cm-1 1510-1490 1100-1000 cm-1 1450-1410 cm-1 Poly (ether urethane)

FTIR como técnica de caracterização