Sabe-se que o espectro no Infravermelho pode ser dividido em duas áreas, explique essa separação de regiões no espectro, suas utilidades e suas limitações. Cite exemplo de moléculas orgânicas para embasar sua resposta.

Passo 1

Beleza, o enunciado pede pra gente falar que o espectro infravermelho (IR) é dividido em duas regiões principais, explicando como rola essa separação, pra que serve cada uma e quais as limitações de cada uma. Também tem que citar exemplos de moléculas orgânicas pra ilustrar a ideia. Matéria: espectroscopia vibracional no IR. O que vamos precisar?
  • Noções de número de onda (em cm⁻¹)
  • Conceitos de vibrações fundamentais, sobretons e bandas de combinação
  • Como essas vibrações aparecem no espectro (faixas de absorção)

Passo 2

A divisão “clássica” é assim:
  1. Região do Near-IR (próximo-IV): de aproximadamente 14,000 até 4,000 cm^-1
    • Aqui não aparecem as vibrações fundamentais, e sim sobretos (1ª, 2ª…) e bandas de combinação de modos vibracionais.
  2. Região do Mid-IR (infravermelho médio): de 4,000 até 400 cm^-1
    • Nessa faixa a gente vê as vibrações fundamentais dos enlaces (estiramentos, deformações, torções etc.).
Em termos de teoria, quando uma molécula absorve IR, ela passa de um nível vibracional para outro. No Mid-IR a gente vê a transição do nível vibracional fundamental (v=0 → v=1). No Near-IR, ocorrem transições tipo v=0 → v=2,3… (sobretos) e mistura de modos (bandas de combinação).

Passo 3

Utilidades:
  • Mid-IR (fundamental):
    • Identificação de grupos funcionais – por exemplo, pico forte de C=O em cetonas aparece perto de 1,700 cm^-1.
    • Região “impressão digital” (aprox. 1,500 a 400 cm^-1): cada molécula tem padrão único.
  • Near-IR (sobretos):
    • Bom pra análise quantitativa em linha de produção (tipo controle de umidade em grãos).
    • Penetração maior na amostra (útil pra alimentos, tecidos).

Passo 4

Limitações:
  • Mid-IR:
    • Água absorve forte (região 3,600 3,200 cm^-1), atrapalha análise de soluções aquosas.
    • Precisa de preparo (pastilha de KBr, película fina etc.)
  • Near-IR:
    • Bandas largas e sobrepostas → identificação qualitativa difícil.
    • Absorção menor (ε baixa), então sensibilidade ruim sem técnicas de multivariada.

Passo 5

Exemplos de moléculas orgânicas:
  • Etanol (CH₃CH₂OH):
    • No Mid-IR você vê O–H largo em 3,200 3,600 cm^-1 e C–O em 1,050 1,150 cm^-1.
    • No Near-IR aparece overtone do estiramento O–H perto de 7,200 cm^-1.
  • Acetona (CH₃COCH₃):
    • Pico C=O forte em 1,700 cm^-1 (Mid-IR).
    • No Near-IR bandas de combinação de C–H em torno de 8,500 cm^-1.
  • Benzeno (C₆H₆):
    • Regiões de anel aromático em 1,600 e 1,500 cm^-1 (Mid-IR).

Resposta

O infravermelho se divide basicamente em Near-IR ( 14,000 4,000 cm^-1, com sobretos e bandas de combinação) e Mid-IR ( 4,000 400 cm^-1, com vibrações fundamentais). No Mid-IR a gente identifica grupos funcionais e obtém a “impressão digital” da molécula (ex.: pico C=O em 1,700 cm^-1 em acetona; O–H em etanol). No Near-IR, apesar de não ser tão específico (bandas largas, ε baixa), dá pra fazer análises quantitativas rápidas (ex.: umidade em grãos), usando calibrações multivariadas. Limitações envolvem forte absorção da água no Mid-IR e dificuldade de atribuir bandas no Near-IR devido à sobreposição.

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