Title: spektroskopia IR
Course: Inżynieria materiałowa: wybrane metody i procesy

Q: Wskaż poprawną odpowiedź: promieniowanie podczerwone:
- wzbudza oscylacje atomów
- powoduje wzbudzenie rotacji
- zmianę orientacji magnetycznej jąder
- przejścia między poziomami elektronowymi powłoki walencyjne
A: wzbudza oscylacje atomów

Q: Spektometria w podczerwieni to przykład:
- spektroskopii absorpcyjnej.
- spektroskopii emisyjnej.
- spektroskopii adsorpcyjnej.
A: spektroskopii absorpcyjnej.

Q: Drugie prawo absorpcji brzmi:
- jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest równy zeru, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu c i do grubości warstwy absorbującej b.
- jeśli w roztworze jest więcej substancji, które absorbują promieniowanie przy wybranej długości fali, to absorbancja tego roztworu jest równa sumie absorbancji jego poszczególnych składników.
- absorbancja jest proporcjonalna do grubości warstwy absorbującej, jeśli wiązka promieniowania monochromatycznego przechodzi przez jednorodny ośrodek absorbujący.
- jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest różny od zera, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu c i do grubości warstwy absorbującej b.
A: jeżeli współczynnik absorpcji rozpuszczalnika jest równy zeru, to absorbancja wiązki promieniowania monochromatycznego przechodzącej przez jednorodny roztwór jest wprost proporcjonalna do stężenia roztworu c i do grubości warstwy absorbującej b.

Q: W przypadku pewnego roztworu absorpcji ulega 65% monochromatycznego światła padającego na kuwetę. Wartość absorbancji roztworu wynosi:
- 0,456
- 0,186
- 1,050
- 0,450
A: 0,456

Q: Jaki procent światła padającego będzie przepuszczony przez kuwetę z roztworem (transmitancja), w którym absorpcji ulega 65% monochromatycznego światła padającego na kuwetę, jeśli grubość ścianki kuwety stanowić będzie 4/5 grubości ścianki, dla której zmierzono absorbancję?
- 43,1%
- 14,8%
- 36,5%
- 72,9%
A: 43,1%

Q: Roztwór o stężeniu c1 absorbuje 70% promieniowania. Jaka będzie przepuszczalność roztworu o stężeniu c2 = 3c3?
- 2,72%
- 3,33%
- 4,75%
- 1,51%
A: 2,72%

Q: Cząsteczki nieliniowe:
- trzy stopnie swobody opisują rotację i trzy translację, a pozostałe 3n – 6 stopni swobody, to oscylacyjne stopnie swobody (drgania normalne)
- dwa stopnie swobody opisują rotację i trzy translację, a pozostałe 3n – 5 stopni swobody, to oscylacyjne stopnie swobody (drgania normalne)
- trzy stopnie swobody opisują rotację i dwa translację, a pozostałe 3n – 5 stopni swobody, to oscylacyjne stopnie swobody (drgania normalne)
- trzy stopnie swobody opisują rotację i trzy oscylację, a pozostałe 3n – 6 stopni swobody, to translacyjne stopnie swobody (drgania normalne)
A: trzy stopnie swobody opisują rotację i trzy translację, a pozostałe 3n – 6 stopni swobody, to oscylacyjne stopnie swobody (drgania normalne)

Q: Ile stopni swobody posiada cząsteczka wody?
- cząsteczka wody jest nieliniowa, stąd ilość stopni swobody wynosi 3
- cząsteczka wody jest liniowa, stąd ilość stopni swobody wynosi 4
- cząsteczka wody jest nieliniowa, stąd ilość stopni swobody wynosi 4
- cząsteczka wody jest liniowa, stąd ilość stopni swobody wynosi 3
A: cząsteczka wody jest nieliniowa, stąd ilość stopni swobody wynosi 3

Q: Drgania rozciągające wywołują:
- rytmiczny ruch wzdłuż wiązań, tak że odległości między atomami naprzemiennie się zmniejszają i zwiększają
- zmiany kątów pomiędzy wiązaniami ze wspólnym atomem
- rytmiczny ruch wokół osi wiązań, co powoduje zmianę kątów między atomami, które to naprzemiennie się zmniejszają i zwiększają
A: rytmiczny ruch wzdłuż wiązań, tak że odległości między atomami naprzemiennie się zmniejszają i zwiększają

Q: Wiedząc, że cząsteczka metanalu (formaldehyd, aldehyd mrówkowy, HCHO) nie jest liniowa, podać ilość oscylacyjnych stopni swobody oraz przypisać drgania odpowiednim liczbom falowym zaobserwowanym na widmie IR.

[Image]
- 6 oscylacyjnych stopni swobody, pasma przy liczbach falowych 2850 cm^-1, 2785 cm^-1, 1485 cm^-1 i 1165 cm^-1 – drgania między atomami C-H, a pasmo przy 1750 cm^-1 – drganie w grupie karbonylowej między atomami węgla i tlenu (C=O)
- 7 oscylacyjnych stopni swobody, pasma przy liczbach falowych 2850 cm^-1, 2785 cm^-1, 1485 cm^-1 i 1165 cm^-1 – drgania między atomami C-H, a pasmo przy 1750 cm^-1 – drganie w grupie karbonylowej między atomami węgla i tlenu (C=O)
- 6 oscylacyjnych stopni swobody, pasma przy liczbach falowych 1750 cmcm^-1, 2785 cm^-1, 1485 cm^-1 i 1165 cm^-1 – drgania między atomami C-H, a pasmo przy 2850 cm^-1 – drganie w grupie karbonylowej między atomami węgla i tlenu (C=O)
- 7 oscylacyjnych stopni swobody, pasma przy liczbach falowych 1750 cm^-1, 2785 cm^-1, 1485 cm^-1 i 1165 cm^-1 – drgania między atomami C-H, a pasmo przy 2850 cm^-1 – drganie w grupie karbonylowej między atomami węgla i tlenu (C=O)
A: 6 oscylacyjnych stopni swobody, pasma przy liczbach falowych 2850 cm^-1, 2785 cm^-1, 1485 cm^-1 i 1165 cm^-1 – drgania między atomami C-H, a pasmo przy 1750 cm^-1 – drganie w grupie karbonylowej między atomami węgla i tlenu (C=O)

Q: Metodą spektroskopii w podczerwieni techniką transmisyjną zarejestrowano widmo IR poli(kwasu akrylowego) w postaci roztworu wodnego - przykładowy pomiar zobaczysz TUTAJ.  Widmo IR przedstawiono na wykresie poniżej. Wykres jest interaktywny - po najechaniu myszką na widmo możesz odczytać liczbę falową. Przykładową interpretację pokazano również we wstępie teoretycznym cz. 1 (TUTAJ; od 13:10).

** jeżeli rysunki nie wyświetlają się w całości, należy schować pasek menu bocznego.

W tabeli zestawiono dane dotyczące interpretacji widma. Uzupełnij brakujące informacje.

Maksimum pasma, cm^-1 (odczytaj z widma powyżej i wpisz wartość,  liczby całkowite) | Przypisanie wiązania/grupy (wybierz odpowiedź z listy rozwijanej) | Charakterystyka drgania (wybierz odpowiedź z listy rozwijanej)
[...] | [...] | pasmo wolnej grupy OH (woda)
O-H···O-H O-H···O=C | [...]
2959 | [...] | pasma drgań rozciągających asymetrycznych i symetrycznych
[...] | [...] | drgania rozciągające grupy karbonylowej w kwasach karboksylowych
δ-C-O-H | drgania deformujące
1450 | δ-(CH_2)_n | [...]
[...] | δ-(CH_2)_n | [...]
1246 | [...] | drgania rozciągające
[...] | drgania deformujące
[...] | C-CH_2 | [...]
A: 3439; ν-OH; wiązania wodorowe; ν-C-H; 1715; n_s-C=O; symetryczne drgania nożycowe; 1405; symetryczne drgania nożycowe; C-O; C-O-H; 1176; deformujące drgania skręcające
Gap 2 offers: O=C; C-O-H; ν-OH
Gap 3 offers: wiązania jonowe; wiązania wodorowe; wiązania kowalencyjne
Gap 4 offers: O-H; C=O; ν-C-H
Gap 6 offers: ν-C-H; C=O; n_s-C=O
Gap 7 offers: drgania deformujące; drgania rozciągające; symetryczne drgania nożycowe
Gap 9 offers: drgania deformujące; drgania rozciągające; symetryczne drgania nożycowe
Gap 10 offers: ν-C-H; C=O; C-O
Gap 11 offers: C-O; C=O; C-O-H
Gap 13 offers: drgania rozciągające; drgania nożycowe; deformujące drgania skręcające

Q: Wskaż związek, który najbardziej pasuje do jednego z podanych zestawów pasm IR (wartości w cm^-1). Wykresy są interaktywne - wartości liczb falowych pojawiają się po najechaniu kursorem myszy na widmo. Każdy zestaw zawiera zbiór kilku najważniejszych pasm charakterystycznych dla danego związku:

acetofonon | Zbiór najważniejszych pasm: [...] | [...]
2,2,4-trimetylopenten | Zbiór najważniejszych pasm: [...] | [...]
Alcohol bezylowy | Zbiór najważniejszych pasm: [...] | [...]
kwas heksanowy | Zbiór najważniejszych pasm: [...] | [...] | [...]
A: 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256; acetofenon; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256; 2,2,4-trimetylopenten; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256; alkohol benzylowy; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256; kwas heksanowy / 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256; aceton
Gap 1 offers: 3044, 2967, 2874, 1717, 1424, 1301, 1216, 1108; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 3329, 3067, 3036, 2936, 2882, 1501, 1455, 1208, 1023; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 2995, 2964, 2918, 1715, 1422, 1360, 1213, 1090; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256
Gap 2 offers: 2,2,4-trimetylopenten; alkohol benzylowy; kwas heksanowy; aceton; acetofenon
Gap 3 offers: 3044, 2967, 2874, 1717, 1424, 1301, 1216, 1108; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 3329, 3067, 3036, 2936, 2882, 1501, 1455, 1208, 1023; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 2995, 2964, 2918, 1715, 1422, 1360, 1213, 1090; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256
Gap 4 offers: 2,2,4-trimetylopenten; alkohol benzylowy; kwas heksanowy; aceton; acetofenon
Gap 5 offers: 3044, 2967, 2874, 1717, 1424, 1301, 1216, 1108; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 3329, 3067, 3036, 2936, 2882, 1501, 1455, 1208, 1023; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 2995, 2964, 2918, 1715, 1422, 1360, 1213, 1090; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256
Gap 6 offers: 2,2,4-trimetylopenten; alkohol benzylowy; kwas heksanowy; aceton; acetofenon
Gap 7 offers: 3044, 2967, 2874, 1717, 1424, 1301, 1216, 1108; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 3329, 3067, 3036, 2936, 2882, 1501, 1455, 1208, 1023; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 2995, 2964, 2918, 1715, 1422, 1360, 1213, 1090; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256
Gap 8 offers: 2,2,4-trimetylopenten; alkohol benzylowy; kwas heksanowy; aceton; acetofenon; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 3329, 3067, 3036, 2936, 2882, 1501, 1455, 1208, 1023; 2959, 2905, 2882, 1478, 1370; 2995, 2964, 2918, 1715, 1422, 1360, 1213, 1090; 3379, 3063, 1703, 1569, 1442, 1360, 1256
Gap 9 offers: 2,2,4-trimetylopenten; alkohol benzylowy; kwas heksanowy; aceton; acetofenon

Q: Wskaż związek, który najbardziej pasuje do jednego z podanych zestawów pasm IR (wartości w cm^-1). Wykresy są interaktywne - wartości liczb falowych pojawiają się po najechaniu kursorem myszy na widmo. W interpretacji możesz wspomóc się Bazą 1/Bazą 2.

** jeżeli rysunki nie wyświetlają się w całości, należy schować pasek menu bocznego.

Każdy zestaw zawiera zbiór kilku najważniejszych pasm charakterystycznych dla danego związku:

Widmo I:

Zestaw pasm I: [...]

Zidentyfikowany związek [...]
Widmo II:

Zestaw pasm I: [...]

Zidentyfikowany związek [...]
Widmo III:

Zestaw pasm I: [...]

Zidentyfikowany związek [...]
Widmo IV:

Zestaw pasm I: [...]

Zidentyfikowany związek [...]
Widmo V:

Zestaw pasm I: [...]

Zidentyfikowany związek [...]

Widma opracowano na podstawie: NIST Chemistry WebBook / NIST Standard Reference Database Number 69
A: 3379, 3064, 1703, 1596, 1442, 1360, 1256, 1179; acetofonon (CAS 98-86-2); 3144, 3020, 1593, 1409, 1305, 792; 2,2,4-trimetyl-1-penten (CAS 107-39-1); 3504, 2919, 2739, 1302, 1256, 1171, 984, 786; alkohol benzylowy (CAS 100-51-6); 3567, 2920, 2855, 1729, 1407, 1325, 1077, 1030; kwas heksanowy (CAS 142-62-1); 3596, 3135, 3077, 1752, 1450, 1362, 1197, 1064, 859; aceton (CAS 67-64-1 )
If right: Twoja odpowiedź jest poprawna.
If partly right: Twoja odpowiedź jest częściowo poprawna.
If wrong: Twoja odpowiedź jest niepoprawna.