ir technique

ir technique

IR Technique Practical (M.Sc Level) – Spectral Interpretation & Calculations using Infrared Spectroscopy with complete theory, observation table, sample spectrum analysis, calculations, and result in simple Hindi for laboratory exams and viva preparation.

अवरक्त (IR) स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा कार्बनिक यौगिक का स्पेक्ट्रल विश्लेषण एवं संरचना की व्याख्या

---

उद्देश्य

1. IR स्पेक्ट्रम का अध्ययन करना।
2. विभिन्न functional groups की पहचान करना।
3. प्राप्त अवशोषण बैंड के आधार पर यौगिक की संभावित संरचना निर्धारित करना।

---

सिद्धांत (Theory)

Infrared Spectroscopy में अणु IR विकिरण को अवशोषित करते हैं जिससे उनके बंधों में vibrational transition होता है।

IR क्षेत्र:

• Near IR: 14000–4000 cm⁻¹
• Mid IR: 4000–400 cm⁻¹ (सबसे उपयोगी)
• Far IR: 400–10 cm⁻¹

Beer-Lambert Law:$$A = \varepsilon c l$$A=εcl

जहाँ:
A = Absorbance
ε = molar absorptivity
c = concentration
l = path length

IR में peaks wavenumber (cm⁻¹) में व्यक्त की जाती हैं।

---

आवश्यक उपकरण

• FT-IR Spectrophotometer
• KBr प्रेस (Solid sample के लिए)
• Mortar-pestle
• NaCl plates (Liquid sample के लिए)

---

आवश्यक रसायन

• अज्ञात कार्बनिक यौगिक (Sample)
• KBr (IR grade)

---

प्रक्रिया (Procedure)

(A) Solid Sample (KBr Pellet Method)

1. 1–2 mg sample लें।
2. 100 mg सूखा KBr मिलाकर बारीक पीसें।
3. Pellet बनाकर sample holder में रखें।
4. 4000–400 cm⁻¹ range में spectrum रिकॉर्ड करें।

(B) Liquid Sample

1. NaCl प्लेट पर एक बूंद sample रखें।
2. दूसरी प्लेट से दबाकर IR में scan करें।

---

प्रेक्षण (Observation)

प्राप्त स्पेक्ट्रम में निम्न peak देखी गई:

क्रमांक	Wavenumber (cm⁻¹)	Peak Nature	संभावित Functional Group
1	3400	Broad	O–H (Alcohol)
2	2920	Sharp	C–H (Alkane)
3	1715	Strong	C=O (Carbonyl)
4	1600	Medium	C=C (Aromatic)
5	1100	Strong	C–O

(वास्तविक प्रयोग में जो peak मिले वही लिखें)

---

चार्ट / स्पेक्ट्रम

X-axis → Wavenumber (cm⁻¹)
Y-axis → % Transmittance

Peak नीचे की ओर दिखाई देती है।

---

गणना (Calculation)

(1) Force Constant की गणना

Hooke’s Law के अनुसार:$$\bar{\nu} = \frac{1}{2\pi c} \sqrt{\frac{k}{\mu}}$$νˉ=2πc1​μk​​

जहाँ
$\bar{\nu}$νˉ = wavenumber
k = force constant
μ = reduced mass$$\mu = \frac{m_1 m_2}{m_1 + m_2}$$μ=m1​+m2​m1​m2​​

उदाहरण: C=O bond (1715 cm⁻¹)

Reduced mass calculate करें
फिर k ज्ञात करें।

---

स्पेक्ट्रल व्याख्या (Interpretation)

1. 3400 cm⁻¹ पर broad peak → Alcoholic O–H group
2. 1715 cm⁻¹ strong peak → Carbonyl group उपस्थित
3. 1600 cm⁻¹ → Aromatic ring संकेत

निष्कर्ष: Sample संभवतः aromatic alcohol with carbonyl compound है।

---

परिणाम (Result)

IR स्पेक्ट्रम के विश्लेषण से अज्ञात यौगिक में

• O–H group
• C=O group
• Aromatic ring

की उपस्थिति पाई गई।

---

सावधानियाँ

1. KBr पूरी तरह सूखा होना चाहिए।
2. Pellet में air bubble नहीं होना चाहिए।
3. Instrument background पहले run करें।
4. NaCl plates को नमी से बचाएँ।

---

Viva Questions

1. IR में fingerprint region क्या है?
2. Stretching और bending vibration में अंतर?
3. Broad peak क्यों बनती है?
4. FT-IR क्या है?
5. Force constant क्या दर्शाता है?