BOOST PHYSIQUE-CHIMIE - SPECTRE IR

La spectroscopie infrarouge est une méthode d’analyse et d’identification des espèces chimiques.

Pour obtenir un spectre IR, on utilise une radiation électromagnétique d’intensité $I_0$ et de longueur d’onde $\lambda$ qui traverse une cuve contenant la solution chimique à analyser et on mesure l’intensité sortante $I$ que l’on compare à $I_0$.

De plus, la longueur d’onde est supérieure à 780 nm environ : c’est le domaine des infrarouges. 

On utilise la transmittance $T$ qui évalue en pourcentage le rapport de l’intensité sortante sur l’intensité rentrante. Si on trouve $T = 100 %$, l’intégralité de la radiation a traversé la cuve: l’espèce chimique ne l’a pas absorbée. Si à l’inverse on obtient $T = 0%$, l’espèce chimique a entièrement absorbé cette radiation.

L’axe des abscisses du spectre de transmittance est exprimé en nombre d’onde, défini par $ \sigma = \dfrac{1}{\lambda} $. Par convention, la longueur d’onde $\lambda$ est exprimée en cm, par conséquent, l'unité du nombre d’onde sera cm$^{-1}$.

On prêtera une attention particulière à l’axe des abscisses, gradué de droite à gauche.

Le spectre peut se diviser en deux parties.

La première correspond aux nombres d’onde inférieurs à 1200 cm$^{-1}$. Il s’agit de l’empreinte digitale de la molécule, qui est une partie assez complexe à analyser et qui ne le sera que très rarement.

La seconde est définie par un nombre d’onde supérieur à 1200 cm$^{-1}$ et est caractérisée par des bandes correspondant à des groupements caractéristiques, répertoriées dans des tables.

Par exemple :

- pour le groupement cétone ($C = O$), la bande sera située entre 1705 et 1725 cm$^{-1}$.

- pour le groupement aldéhyde, on trouvera sur le spectre une bande située entre 1720 et 1740 cm$^{-1}$ pour la double liaison $C = O$ et une bande entre 2650 et 2830 cm$^{-1}$ pour la liaison $C - H.$

- pour la fonction alcool, il faudra distinguer selon que le groupement $-OH$ est lié (cas où les alcools sont très concentrés conduisant à des liaisons hydrogènes intermoléculaires et à une bande plus large et de plus petit nombre d’onde) ou libre (cas où l’alcool est peu concentré).