¿Qué es la espectroscopia infrarroja?
Imagina que tienes una caja mágica llena de colores, pero en lugar de verlos con tus ojos, los "sientes" con un aparato especial. La espectroscopia infrarroja es como esa caja mágica, pero en lugar de colores, trabaja con algo llamado "luz infrarroja", que es un tipo de luz que no podemos ver con nuestros ojos, pero que podemos sentir como calor.
La espectroscopía infrarroja es una técnica analítica que estudia la interacción entre la radiación electromagnética y la materia. Se utiliza para identificar y cuantificar sustancias en función de cómo absorben, emiten o dispersan la luz.
Esta técnica permite identificar los componentes de una sustancia observando cómo absorbe la luz en la región del infrarrojo del espectro electromagnético. Esta luz, que está justo después de la visible, provoca vibraciones en las moléculas al interactuar con ellas, revelando así una especie de "huella digital estructural" única para cada compuesto. Dependiendo de las propiedades de la muestra y de la intensidad de la radiación, pueden producirse diferentes fenómenos como absorción, transmisión o reflexión. Una versión moderna de esta técnica es la espectroscopía por transformada de Fourier (FTIR), que en lugar de analizar cada frecuencia una por una, utiliza un método matemático para descomponer una señal compleja en sus frecuencias individuales. Esto permite obtener resultados más rápidos y precisos, facilitando el estudio de materiales de manera eficiente y no destructiva. El estudio de las muestras en la región e infrarroja se divide tres zonas: infrarrojo-cercano de 1.0-2.5 μm (10,000-4,000 cm-1), infrarrojo-medio de 2.5-50 μm (4,000-200 cm-1) e infrarrojo lejano de 50-1000 μm (200-10 cm-1). En el ámbito científico, generalmente se utilizan los números de onda.
¿Cómo funciona?
1. La luz infrarroja: Piensa en la luz infrarroja como un tipo de energía invisible que hace que las cosas se calienten. Cuando esta luz brilla sobre un objeto, algunas partes de la luz son absorbidas y otras rebotan. Es como si lanzaras una pelota contra una pared: algunas pelotas rebotan, y otras se quedan pegadas.
2 .Las moléculas y la luz: Todo está hecho de pequeñas partículas llamadas moléculas. Estas moléculas son como pequeños bailarines que se mueven y vibran. Cuando la luz infrarroja les da, algunas moléculas absorben la energía y empiezan a bailar más rápido. Cada tipo de molécula baila de una manera diferente, como si tuvieran su propio estilo de baile.
3. El espectro: El aparato que usamos en la espectroscopia infrarroja, llamado espectrómetro, es como un detective que observa cómo las moléculas bailan. Registra qué partes de la luz infrarroja son absorbidas y cuáles no. Esto nos da un "dibujo" llamado espectro, que es como una huella digital de las moléculas. Cada sustancia tiene su propio dibujo único.
¿Para qué sirve?
Con este método, los científicos pueden identificar qué sustancias hay en una muestra, como en un juguete, una medicina o incluso en los planetas lejanos. Es como tener un superpoder para descubrir de qué están hechas las cosas sin tener que abrirlas o romperlas.
La espectroscopia estudia la interacción de la radiación electromagnética con una sustancia y tiene como base que la radiación incidente sobre la materia, donde además será diferente a la radiación saliente. A está diferencia energética entre la radiación entrante y la saliente se le da el nombre de energía de interacción o de absorción. Cuando está clase de energía interactúa con la muestra puede provocar cambios a nivel atómico o bien a nivel molecular.
En la espectroscopia existen diferentes formas en que la radiación puede interaccionar con la muestra que se está estudiando, estas interacciones pueden ser de tipo: transmisión, absorción, refracción, difracción, reflexión y dispersión, como se muestra a continuación.
El que se dé un tipo de interacción u otro dependerá principalmente las características físicas y químicas de la muestra, así como de la intensidad de la radiación utilizada.
