Инфрақизил спектроскопия усули Инфрақизил спектроскопия моддаларнинг химиявий тузилишини текширишнинг физик усули бўлиб, химиявий моддаларнинг энергия спектрининг инфрақизил соҳасида электромагнит нурланиши билан таъсирланишига асосланган.
Молекуланинг ички энергияси: электронлар энергияси, атомларнинг тебраниш энергияси ва атомлар группаларининг айланиш энергиясидан ташкил топади.
Электрон энергияси электромагнит тўлқин шкаласининг ультрабинафша ва кўринадиган қисмида намоён бўлади.
Инфрақизил соҳада эса атомларнинг тебраниш энергияси вужудга келади, шунинг учун инфрақизил спектрлар кўпинча тебраниш спектрлари, уни ўрганиш усули эса тебраниш спектроскопияси деб аталади.
Ўзининг оддийлиги, аниқлиги ва тежамлиги билан бу усул кимёгар эътиборини қозонди.
Текширилаётган модданинг миқдори жуда кам, яъни 10-6 граммгача бўлади. Анализ учун қўлланиладиган асбобнинг номи ИҚ – спектрофотометрдир.
Абсцисса ўқига эса микрометр (мкм)да ўлчанган тўлқин узунлиги ёки тўлқин сони қўйилади. Тўлқин сони – бу бир см масофада жойлашиши мумкин бўлган тўлқинлар сони бўлиб, см да олинган тўлқин узунлигининг тескари қийматидир. Тўлқин сони см-1 каби белгиланади (тескари сантиметр).
Нурланиш манбаи сифатида юқори температура (1400 – 1900 С0) гача қиздирилган ва узлуксиз нур спектрини берадиган кремний карбид ёки цирконий, иттрий ва торий оксидларининг аралашмаси ишлатилади.
ИҚ нур маълум узунликдаги нурларни ўтказувчи қурилма монохроматор орқали ўтади. Бу қурилманинг асосини ош тузи, литий фторид ёки металларнинг бошқа галогенидларидан тайёрланган призмалар ташкил этади; бу призмалар маълум тўлқин узунликдаги ИҚ – нурлар учун тиниқдир (шиша ва кварц ўртача ИҚ – соҳа учун тиниқ эмас). Монохроматордан сўнг ИҚ – нурлар учун тиниқ материалдан ясалган идиш – кювета ўрнатилади. Бу кюветага текширилаётган модда солинади. Бундай модда парда, эритма, паста, таблетка ёки газ кўринишида бўлиши мумкин. Моддаларнинг турли шакл ва агрегат ҳолатда бўлиши ИҚ – анализ усулининг бошқа физик усулларга нисбатан афзаллигидир.
Кювета орқали турли тўлқин узунлигига эга бўлган нурлар кетма – кет ўтказилади. Улар кюветадан ўтиб, нурни қабул қилиб олувчи қурилма детекторга тушади. Бу ерда нурлар қайд қилинади ва уларнинг интенсивлиги ўлчанади.
Берилган молекула томонидан ютилган инфрақизил нур частотаси шу молекуладаги атомларнинг тебраниш частотасига мос келади. Минглаб индивидуал моддалар учун характерли (яъни маълум структурали атом группаларига хос) ютилиш частоталари хисоблаб чиқилган ва тажриба асосида аниқланган. Химик текширилаётган модданинг ИҚ – спектрини олгач, дастлаб уни махсус каталогларда бериладиган стандарт спектрлар билан солиштиради.
Агар текширилаётган модда спектри бирорта стандарт спектр билан мос тушса, у ҳолда текширилаётган модданинг спектри солиштирилаётган модданинг спектри экан деб хулоса қилиш мумкин.
ИҚ – спектроскопия номаълум модданинг химиявий таркиби ва тузилишини белгилашга, улардаги маълум функционал группаларни аниқлашга имкон беради. Бу химиявий изланишларда ниҳоятда муҳим аҳамиятга эга.
Амалиётда инфрақизил спектрларни олиш учун асосан 2 турдаги спектрометрлардан фойдаланилади.
Ультрабинафша – УБ нурлар органик модда эритмасидан ўтказилганда у ёки тор диапазондаги тўлқин узунлиги соҳасида нур интенсивлигининг кучсизланиши рўй беради. УБ – нурларни кўз билан кўриб бўлмаслиги туфайли нур интенсивлигининг кучсизланиши, яъни ютилиш спектрини ҳосил қилиш учун махсус аппаратлар керак бўлади. Масалан, УБ – спектр олиш учун кварцли спектрограф керак, чунки шиша ультрабинафша нурларрни ютади.
Ютилиш спектрини кўриш учун фотоплёнкага унинг сурати олинади ёки махсус мосламалар ёрдамида ёзиб олинади.
УБ – спектроскопияда абсорбцион эгри чизиқларни чизиш учун, одатда абсцисса ўқига тўлқин узунлиги (ёки тўлқин сони), ордината ўқига эса ютилишни характерловчи экстинкция қиймати қўйилади.
УБ – спектроскопия 200 – 760 нм диапазонда жойлашганлиги туфайли энг осон қўзғаладиган П – электронлар ва умумлашмаган электронлар жуфтининг кўчишини кўрсатади. Умумлашмаган электронлар жуфти ёки П – электронларга эга бўлган атомлар группаси мазкур модда спектрида у ёки бу ютилиш соҳаларини беради. Ана шундай атомлар группаси хромофор группалар деб аталади.
УБ – спектроскопиядан турли мақсадларда фойдаланиш мумкин. Қуйида шулардан баъзиларини кўриб чиқамиз:
Синтез қилинган модда билан адабиётда таърифланган модданинг бир хил ёки бир хил эмаслигини исботлаш мумкин. Бунинг учун ҳар иккала модданинг бир хил шароитда олинган УБ – спектрлари таққосланади.
Молекулада водород боғланишлар бор – йўқлиги аниқланади.
УБ – спектроскопиядан фойдаланиб, иккита водороди алмашинган бензол ҳосилаларидаги ўринбосарларнинг жойланиш тартибини аниқлаш мумкин.
Ютилиш интенсивлиги ёки оптик зичлик модда концентрациясига пропорционал бўлганлиги учун УБ – спектроскопия фармацевтик химия бирикмаларнинг миқдорини аниқлашда ҳам қўлланилмоқда.
Ушбу озиқ – овқат махсулотларини миқдор ва сифат жиҳатидан тахлил қилиш янги физик усуллардан бири бўлиб хисобланади. Усул органик моддаларнинг тузилишини ва таркиби тўғрисидаги ахборотни олиш имкониятини беради. ИҚ – нурланиш сут махсулотларининг таркибини аниқлаш, турли озиқ – овқат махсулотларидаги пестицидларни аниқлаш, озиқа рангловчиларни таҳлили ҳамда ўсимлик ва хайвонот ёғини қайта ишлаш каби технологик жараёнларни контрол қилишда қўлланилади. Инфрақизил спектрлар бўйича миқдорий анализ Бугер – Лемберт – Бер қонунининг қўлланилишига асосланган. Кўпинча бунда даражалаш графигидан фойдаланилади. ИҚ – спектроскопия усули озиқ – овқатлардаги А, К, В1, В2, В6, С витаминлар, никотин кислотаси, токоферал ва каротинни аниқлашда фойдаланилади. ИҚ – спектроскопиядан ароматик моддалар ва қатор органик боғланишларни тадқиқ қилишда фойдаланиш мумкин.
“ИнфраЛЮМ ФТ – 10” турдаги анализаторга доир маълумотлар тафсилоти.
Бу юқори аниқ, яқин ИҚ – диапазондаги фойдаланишга қулай бўлган спектрофотометрик анализатор. Ушбу анализатор озиқ – овқат махсулотлари (гўшт, гўшт махсулотлари, сут ва сут махсулотлари, пиво ва б.қ.) ва емнинг таркиби ва сифатини экспрес таҳлил қилиш учун мўлжалланган.
