6.3. Якісний аналіз

Найбільший інтерес з погляду якісного аналізу представляють коливальні (вірніше, коливально-обертальні) спектри. Вони дуже характерні, і в іноземній літературі їх нерідко називають "fingerprint", тобто відбитки пальців, маючи на увазі неповторність інфрачервоного спектру сполук. Різні молекули, що містять те саме атомне угрупування, дають в ІЧ-спектрі смуги поглинання в області однієї і тієї ж характеристичної частоти. Це і є основою якісного аналізу по інфрачервоних спектрах. Характеристичні частоти дають можливість установити по спектрі наявність визначених груп атомів у молекулі і тим самим установити якісний склад речовини і будову молекули. Наприклад, смуги в області 3000—3600 см-1 можуть бути приписані тільки О-Н- чи N—Н-зв'язкам, і відсутність смуг у цій області спектра однозначно свідчить про відсутність ОН- і NН-груп в аналізованій речовині.

Приклади такого роду досліджень дуже різноманітні. За допомогою інфрачервоних спектрів була встановлена будівля багатьох олефінів, ароматичних сполук, карбонільних сполук, амінокислот і інших груп речовин. Було з'ясовано, наприклад, що більшість амінокислот існує в іонізованому стані, яке можна представити формулою

 але не

 Дійсно, у спектрі нейтрального розчину гліцину в D2О були знайдені смуги поглинання, характерні для іонізованої карбоксильної групи (1610 і 1400 см-1). Введення в розчин кислоти dcl викликало їхню заміну на смуги при 1710 см-1, а додавання лугу знову їх відновлювало.

Смуги валентних коливань NН в області 3300— 3500 см-1, де вони звичайно виявляються, в амінокислотах не проявляються, а в області близько 3070 см-1, характерної для групи nнз+, вони є. Утворення солі амінооцтової кислоти викликає появу смуги поблизу 3300—3500 см-1, характерної для NН2-групи. Ці факти прямо вказують на іонізований стан гліцину, тобто на формулу +NH3CH2СОО-.

На даний час вивчені і зведені у відповідні атласи і таблиці інфрачервоні спектри більш ніж 20000 сполук, що істотно полегшує практичне проведення аналізу. Для одержання перших орієнтованих даних часто користуються так званою картою Колтупа, на якій зазначені спектральні області появи багатьох характеристичних частот і їхнє можливе віднесення. Для остаточних висновків звичайно потрібно більш ретельний аналіз спектру. Іноді задача якісного аналізу може бути вирішена простим зіставленням спектру аналізованої речовини і «підозрюваної» сполуки.

Інфрачервона спектроскопія з успіхом використовується і в аналізі неорганічних речовин. Відомо, наприклад, що характеристична частота соз2- складає 1450 см-1, 5042-—1130 см-1, noз- —1380см-1 і т.д. У зв'язку з цим з інфрачервоних спектрів мінералів одержують дуже коштовну інформацію про хімічний склад.

Електронні спектри поглинання з метою якісного аналізу використовуються значно рідше, ніж коливальні, тому що вони звичайно бувають представлені невеликим числом широких смуг поглинання. У ряді випадків, однак, по електронних спектрах поглинання вдається провести досить ефективний якісний аналіз сполуки, наприклад, у нафтохімії.