TP de La Spectroscopie INFRA ROUGE [PDF]

Zitiervorschau

Sommaire : Ι- Introduction : Π- But du TP : Ш- Partie théorique : IV- Partie expérimentale : V- Résultats et discussion : VI- Conclusion : VII- Références bibliographiques :

Ι- Introduction : La spectroscopie infrarouge (parfois désignée comme spectroscopie IR) est une classe de spectroscopie qui traite de la région infrarouge du spectre électromagnétique. Elle recouvre une large gamme de techniques, la plus commune étant un type de spectroscopie d'absorption. Comme pour toutes les techniques de spectroscopie, elle peut être employée pour l'identification de composés ou pour déterminer la composition d'un échantillon. Les tables de corrélation de spectroscopie infrarouge sont largement présentes dans la littérature scientifique. La partie infrarouge du spectre électromagnétique est divisée en trois régions : le proche, le moyen et le lointain infrarouges, nommés en relation avec le spectre visible. L'infrarouge lointain, allant approximativement de 400 à 10 cm1 (1000–30 μm), mitoyen de la région micro-onde, a une énergie faible et peut être utilisé pour la spectroscopie rotationnelle. L'infrarouge moyen, allant approximativement de 4000 à 400 cm-1 (30–1,4 μm) peut être utilisé pour étudier les vibrations fondamentales et la structure vibrationnelle associée. Le proche infrarouge, plus énergétique, allant approximativement de 14000 à 4 000 cm-1 (1,4–0,8 μm) peut exciter les vibrations harmoniques. Les dénominations et classifications de ces sous-régions sont essentiellement des conventions. Elles ne sont pas basées sur des divisions strictes ou sur des propriétés moléculaires ou électromagnétiques exactes. L’infrarouge possède toutes les propriétés fondamentales de la lumière : propagation, réflexion, réfraction, interférences, diffraction, diffusion, polarisation, etc. La spectroscopie IR couvre une large gamme technique, la plus commune étant un type de spectroscopie d’adsorption. Comme pour toutes les techniques de spectroscopies, elle peut être employée pour l’identification de composés ou pour déterminer la composition d’un échantillon. L’IR permet l’étude des vibrations moléculaires. Parmi celles-ci les vibrations d’élongations sont particulièrement intéressantes lors d’une élucidation structurale. Ils Ya d’autres vibrations appelé vibration de déformation pour une étude globale des vibrations associées aux différentes fonctions de la chimie organique. Il traite des principales fonctions de la chimie organique :  Composés hydrocarburés : alcanes, alcènes, alcynes et aromatique… avec l’étude des vibrations des groupements C-H, -CH2-, -CH3, -C≡C-, ⟩C=C ⟨.

 Composés oxygénés : alcools, éthers, aldéhydes, cétones, acides, esters, anhydrides, lactones…. Avec l’étude des vibrations des groupements – OH, -OR, ⟩C=O.  Composés azotés : amines, amides, avec l’étude des vibrations des groupements N-H, ⟩C=O.

Π- But du TP :  Etude de l’influence de l’environnement moléculaire sur le groupement anhydride (étude des vibrations symétriques et asymétriques).



Familiariser avec IR et sauvegarder le spectre. 

Ш- Partie théorique : Pour déterminer la formule développée d’une molécule, on peut utiliser diverses méthodes : Des méthodes chimiques : on utilise des réactions tests qui permettent de mettre en évidence la présence de groupements caractéristiques. Cette méthode ne permet toutefois pas de déterminer la place des groupements dans la chaîne carbonée. Des méthodes physiques : le plus souvent spectroscopiques qui ont l’avantage d’être rapide, de nécessiter que quelques mg de produits. Mais elles nécessitent un appareillage coûteux. Les techniques spectroscopiques permettent de déterminer les structures de molécules. A part la spectrométrie de masse, elles reposent sur l’interaction entre la matière et un rayonnement électromagnétique. Non destructives, elles permettent a priori la récupération de l’échantillon.

1) La spectroscopie infrarouge : C’est une spectroscopie basée sur l’absorption du rayonnement infrarouge. Les transitions énergétiques se font ici entre les niveaux d’énergie de rotation des molécules ou entre leurs niveaux d’énergie de vibration.

L’analyse des radiations absorbées permet d’identifier les transitions entre niveaux d’énergie et d’en déduire des informations sur la structure de la molécule les énergies mises en jeu sont principalement des énergies de vibration (dans l'infrarouge proche) mais aussi de rotation (infrarouge lointain).

2) Domaine d’application : Domaine d’application de l’infrarouge est: - Infrarouge proche :(0,7 μm