Espectroscopia infrarroja labster

1. Universidad Mariano Gálvez de Guatemala
Facultad de Ciencias Químicas y Biológicas
Química Biologica Clínica
Curso: Laboratorio de Química Orgánica II
Docente: Ing. Adelvy Mauricio
Nombre: María Reneé Padilla Coronado
Carné: 1009-18-2414
Fecha de realización: 22/07/2022
Reporte del Laboratorio Virtual
Práctica#1
Espectroscopia Infrarroja (IR)
1. OBJETIVOS E HIPOTESIS
Objetivo general
Comprender como son las interacciones entre las moléculas orgánicas y la absorción de la energía,
provocando diferentes vibraciones moleculares.
Objetivos específicos
1. Permitir la identificación de grupos funcionales en diferentes moléculas orgánicas, utilizando la
espectroscopia infrarroja.
2. Identificar el tipo de vibración molécular que se da en cada una de las moléculas, para identificar la
molécula orgánica que se está analizando.
HIPÓTESIS
Se llevará a cabo el análisis de diferentes moléculas orgánicas desconocidas, las cuales serán sometidas
a espectroscopia infrarroja para determinar de qué molécula se trata, mediante la absorción de
frecuencias en la región infrarroja, obteniendo en un espectro los grupos funcionales pertenecientes a
cada molécula en el espectro IR.

2. 2. INTRODUCCIÓN
Los espectrómetros FTIR (espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier) se utilizan en
gran medida al analizar compuestos orgánicos para identificar los grupos funcionales y operar
con muestras sólidas, líquidas y, a veces, gaseosas. Los componentes principales de este
instrumento son la fuente, el interferómetro, el compartimento de muestras y el detector
(Morrison R.T., Neilson R., 1998).
El espectro electromagnético es una representación de las ondas electromagnéticas ordenadas
según la longitud de onda y frecuencia. Los tipos de ondas electromagnéticas que componen el
espectro electromagnético son las ondas de radio, las microondas, la luz infrarroja, la luz visible,
la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma. Las ondas más cortas son los rayos gamma, que
tienen longitudes de onda de 10e-6 micras. Las ondas más largas son las ondas de radio, que
pueden tener longitudes de onda de muchos kilómetros. El rango de ondas electromagnéticas
visibles consiste en la sección estrecha entre 390nm y los 700nm (Dickerson R.E., 1992).
Cuando operamos un análisis de espectroscopia infrarroja en un laboratorio, nos referimos a la
interacción de la luz infrarroja con la materia mediante absorción, emisión o reflexión. El objetivo
de esta técnica analítica es identificar los grupos funcionales en una muestra a través de la
interpretación de un espectro. Si consideramos la luz como una onda, esta técnica se basa en el
principio de que diferentes grupos funcionales absorben la radiación a diferentes valores de
longitud de onda, dependiendo de la estructura de las moléculas en la muestra. El infrarrojo se
considera espectroscopia vibratoria, ya que la energía conectada a esta radiación no es lo
suficientemente fuerte como para romper los enlaces químicos, pero produce una vibración con
un cambio en el momento dipolar. El momento dipolar se puede describir como una distribución
desigual de la densidad de electrones en moléculas heteronucleares y cambia con la expansión
y contracción de un enlace. Cuando hay un cambio en el momento dipolar, la molécula puede
considerarse activa en el IR. Cuando la muestra absorbe la luz de la fuente, los enlaces vibran en
un modo de estiramiento o flexión, produciendo señales que se representan en el espectro
(Labster., 2021).

3. 3. PROCEDIMIENTO
Conocer paso a paso
como se utiliza el
espectrofotómetro
infrarrojo con
transformada de
Fourier.
Se observó cómo se
encuentra compuesto
el espectro
electromagnético
Se evaluaron las
diferentes vibraciones
infrarrojas entre un
enlace simple C-H, un
enlace doble C=C y
triple C≡C.
Se observaron las
diferentes señales que
se dan en el
espectrofotómetro,
con respecto a los
grupos funcionales.
Se determinó que en la
huella dactilar de los
espectrofotómetros se
observan vibraciones
de flexión.
Se observaron las
diferencias entre los
estrechamientos
asimétricos y
simétricos.
Se llevó a cabo la
interpretación de dos
espectros infrarrojos.

4. 4. RESULTADOS
Figura#1 Tipo de vibración relacionada con un enlace simple carbono-hidrogeno.
Se observó que al colocar en el espectro una molécula con enlaces simples C-H van a presentar dos tipos
de vibraciones uno en la región de flexión y otro de estiramiento.
Fuente: (Labster., 2022).
Figura#2 Tipo de vibración relacionada a un enlace doble carbono-carbono.
Se observó que al colocar una molécula con un enlace doble C=C este presenta un estiramiento alrededor de los 1600
cm-1
Fuente: (Labster., 2022).

5. Figura#3 Tipo de vibración relacionada a un enlace triple C-C.
Se observó que al colocar en el espectrofotómetro una molécula que presenta un triple enlace presentara
una vibración de estiramiento alrededor de los 2000cm-1.
Fuente: (Labster., 2022).
Figura#4 Señales emitidas por cada grupo funcional en el espectro infrarrojo
Se determinó que cada grupo funcional emitirá una señal diferente, ya que absorben la energía a diferente
longitud de onda.
Fuente: (Labster., 2022).

6. Figura#5 Moléculas representando el movimiento de estiramiento simétrico y asimétrico
Se observó que cada molécula posee diferentes movimientos, estos van a presentar diferente tipo de
absorción en el espectro infrarrojo (IR). El estiramiento simétrico ocurre cuando los dos enlaces se estiran
al mismo tiempo, mientras que el estiramiento asimétrico ocurre cuando los enlaces se mueven en
diferentes tiempos.
Fuente: (Labster.,
2022).
Figura#6 Interpretación de un espectro infrarrojo.
En esta imagen se observaron diferentes señales en las cuales se determinó que el estiramiento estaba
representando un alcohol el cual posee la mayor absorción en aproximadamente 3400 cm-1, la segunda
señal estaba representando un estiramiento de un enlace simple carbono-hidrogeno este fue absorbido
aproximadamente en los 2950cm-1. Y por último la tercera señal representaba un estiramiento entre un
enlace simple carbono-oxigeno el cual fue absorbido aproximadamente en los 1150cm-1.
Fuente: (Labster., 2022)

7. 5. DISCUSIÓN
Se determinó de qué forma se comportan las moléculas, al encontrarse expuestas a una
fuente de energía. Las moléculas absorben energía a cierta longitud de onda dependiendo
el tipo de grupo funcional que se encuentre unida a la misma. Además, cada una de las
moléculas posee un tipo de vibración distinta hay dos tipos: estiramiento y flexión
(Frederic y Reyes 2021). Estos dos tipos se van a dividir en movimientos simétricos y
movimientos asimétricos como se observa en la figura#5 que representa todos los tipos
de vibración que existe entre las moléculas.
En las figuras 1,2 y 3 se ven representadas las señales de diferentes moléculas que poseen
distinto grupo funcional y por lo tanto poseen diferente absorción de longitud de onda,
esto debido al tipo de movimiento que debe ejercer la molécula. En el caso de la figura
no.1 se representa un enlace simple carbono-hidrogeno, en el espectro se observaron 2
señales distintas, la primera señal representa una vibración de flexión esta se absorbió
alrededor de los 1300-1500cm-1. Mientras que la segunda señal representaba otro enlace
carbono-hidrogeno, pero esta vez representando una vibración de estiramiento y la
longitud de onda fue de los 2800-3200cm-1. Por lo que se puede observar que un
estiramiento requiere de mucha más energía para llevarse a cabo que una flexión de un
enlace carbono-hidrogeno. En la figura no.2 ya se observa una única señal que representa
un estiramiento a una longitud de onda de 1600 cm-1. Necesita casi la misma energía que
un enlace simple, pero que sucede con el triple enlace carbono-carbono. Pues este
requiere una mayor energía ya que el triple enlace es más corto que los enlaces dobles y
simples es por ello que absorbe la energía en los 2000cm-1 (Martínez B.T., 2005). De esta
manera es posible determinar un compuesto desconocido dentro de un espectro infrarrojo
o por lo menos conocer algunas de las características del compuesto por medio de sus
vibraciones y las señales que refleja en el espectro.
los espectros no solo son capaces de identificar enlaces carbono-hidrogeno, sino que
detecta todos los grupos funcionales como se puede observar en la figura#4, siendo los
grupos funcionales (C-C, C-O Y C-N) los que requieren de la menor longitud de onda para
que se provoque una vibración necesitan de aproximadamente 100-1000cm-1. Mientras
que los grupos funcionales que se encuentran unidos a átomos de hidrogeno como por
ejemplo (OH, NH y CH) son los grupos que requieren de la mayor absorción
aproximadamente entre los 2500-3500 cm-1. Ahora los picos que se observan más que
todo en el área de flexión son conocidos como la huella dactilar, estas señales se
encuentran comprendidas entre los 4000-1500 cm-1. Estos picos provienen de las
vibraciones de enlace presentes en la molécula y esta área del espectro si es única entre
cada molécula que se esté analizando (Durst., 2021).
Por ultimo en la figura#6 se aplicaron todos los conocimientos acerca de las longitudes de
onda, vibraciones y grupos funcionales interpretando un espectro infrarrojo en el cual se
detectaron 3 diferentes señales una perteneciente a un grupo alcohol la cual es

8. representada por una señal casi inconfundible ya que es el único grupo funcional en el cual
el pico es redondo y la banda ancha, se confirmó que era ese grupo ya que también
coincidía con la longitud de onda de ese grupo funcional de 3400-3300cm-1 y se estaba
dando un tipo de vibración de tensión (Ostrooumov M., 2007). La segunda señal
representaba a un enlace simple carbono-hidrogeno, al igual que con el grupo anterior se
confirmó debido al alcance de la longitud de onda que se encuentra cercana a la del grupo
alcohol su absorción se da en los 3000-2800cm-1. Y el tipo de vibración que se da a esta
longitud de onda es el de flexión (Ostrooumov M., 2007). Por último, la señal tres
representaba un enlace carbono-oxigeno, ya que como observamos en la figura#4 este
tipo de enlace requiere de las absorciones más bajas entre los 500-1000cm-1 en el que se
da una vibración de flexión. Se observó que la intensidad de los picos en un espectro
infrarrojo no solo es dependiente del momento dipolar de las moléculas, sino que depende
de la concentración de la muestra (Frederic y Reyes 2021).
6.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Dickerson R.E., (1992). Principios de química. (3ra. Edición).
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Durst H.P., (2021). Química Orgánica Experimental, (2da.
Edición).https://books.google.com.gt/books?id=zOAbEAAAQBAJ&printsec=front
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Frederic H. y Reyes J., (2021). Análisis químico e instrumental moderno. (3ra. Edición).
https://books.google.com.gt/books?id=SdMfEAAAQBAJ&printsec=frontcover&hl
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Labster., (2022). Espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier. (16 de marzo.,
2022). https://theory.labster.com/ftir-spectrometer/
Martínez B.T., (2005). Diagnóstico de motores diésel mediante el análisis del aceite usado.
https://books.google.com.gt/books?id=DqJuqL_UzjkC&printsec=frontcover&hl=
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Morrison R.T., Neilson R., (1998). Química Orgánica, (5ta. Edición).
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9. Ostrooumov M., (2007). Espectrometría infrarroja de reflexión en mineralogía avanzada,
geomología y arqueometría. (Vol. 12).
https://books.google.com.gt/books?id=2swkxrjIGqUC&dq=espectro+infrarrojo&
source=gbs_navlinks_s.
7. ANEXOS
Figura#7 Esquema de espectros infrarrojos
Se observaron diferentes plantillas para determinar cuál representaba mejor el espectro
del lado izquierdo. Se determinó que el segundo espectro representa mejor la molécula.