Tutorial para fazer a sonificação de espectros de infravermelho (SIRS)

Sonificação de espectros de IV

F. Pereira et al. J. Chem. Educ. 2013

Tutorial para fazer a sonificação de espectros de infravermelho (SIRS)

Este tutorial usa os?programas JDXview v0.2 e CSV to MIDI converter na plataforma do sistema operativo Windows. O tutorial está dividido em quatro secções:

Secção A. Conversão do espectro de IV no formato JCAMP-DX para o formato TXT.

Secção B. Obtenção do ficheiro CSV usando a informação do espectro de IV.

Secção C. Construção de um SIRS usando o ficheiro CSV.

Secção D. Aprendizagem do SIRS para identificação de compostos orgânicos.

A. Conversão do espectro de IV em formato JCAMP-DX para o formato TXT

A.1. Usando uma interface gráfica (GUI)

Abra o espectro de IV no formato JCAMP-DX? usando o programa JDXview.

A base de dados NIST contém milhares de espectros de IV no formato JCAMP-DX.

Guarde o espectro de IV (ex. colesterol_IV_espectro.jdx) no formato TXT, com valores tabulados XY ?(ex. colesterol_IV_espectro.txt).

A.2. Usando uma interface com linha de comandos

Com a ferramenta jdx2dx pode converter o espectro de IV no formato JCAMP-DX para o formato TXT, que usa valores tabulados XY.

Crie uma directoria (ex. “espectros?). Coloque nesta directoria a ferramenta ?jdx2jdx-0.1-win32 e também o espectro de IV a tratar.

Abra a janela do MS-DOS e vá para a directoria “espectros? escrevendo:

“C:\? e Carregue [Enter];

“cd c:\espectros? e Carregue [Enter];

De seguida, corra o progama jdx2dx com o comando

“jdx2jdx-0.1-win32 --encoding=pac --columns=2? <ficheiro.jdx? > ficheiro.txt? e Carregue [Enter].

O ficheiro resultante é gravado na mesma directoria.

B. Obtenção do ficheiro CSV usando a informação do espectro de IV

B.1. Converta os dados de transmitância (T) em (1-T).

Abra o ficheiro TXT gravado anteriormente (ex. colesterol_IR_espectro.txt) com um editor de texto, seleccione os dados e cole-os numa folha de cálculo (ex. Excel). Converta a a coluna de transmitância (T) em (1-T) usando a respectiva fórmula, nomeie este coluna como (1-T), e grave o ficheiro (ex. colesterol_IV_espectro_B_1.xls).

B.2. Converta a frequência espectral num indicador de tempo.

Adicione uma nova coluna (com o nome “Tempo?) and preencha-a com números inteiros consecutivos a começar em 1 para a primeira frequência espectral (ex. colesterol_IV_espectro_B_2.xls).

B.3. Correlacione a intensidade de absorção em % com o intervalo da frequência musical do instrumento.

Primeiro converta a coluna (1-T) em (100-%T) através da respectiva fórmula, nomeie esta coluna como (100-%T). ?Formate cada célula desta coluna para números inteiros (e.g. colesterol_IV_espectro_B_3.xls).

B.4. Adicione sete marcadores de tempo (campaínhas).

Atribua o valor 127 (valor máximo) aos 10 primeiros pontos da coluna (100-%T). De seguida faça o mesmo para os 10 pontos centrados respectivamente a 3000, 2500, 2000, 1500, 1000 cm^-1, e também aos últimos 10 pontos. Adicione uma nova coluna correspondente a volume do som com o valor máximo, nomeie esta coluna como "V" (ex. colesterol_IV_espectro_B_4.xls).

B.5. Ajuste do tempo de escuta e instrumento musical.

Copie os valores das três colunas [Tempo, (100-%T), e V] para um editor de texto. Substitua os espaços entre os valores por virgulas.

Na primeira linha adicione o valor da velocidade do SIRS em ?pulsos por quarto de nota. Uma velocidade de 32 pulsos por quarto de nota origina um SIRS com uma duração de cerca de um minuto. Contudo poderá modificar este valor se desejar obter SIRS mais curtos ou mais longos.

Na segunda linha adicione o número do instrumento musical desejado. Os instrumentos disponíveis e o número correspondente encontram-se listados no software (Java MIDI Instruments). Aconselhamos o uso do instrumento marimba (número 13).

Grave o ficheiro com o formato CSV na mesma directoria do programa CSV to MIDI converter (ex. colesterol_IV_espectro.csv).

C. Construção de um SIRS usando o ficheiro CSV

Abra uma janela do MS-DOS e vá para a directoria "espectros" escrevendo:

C:\? e Carregue [Enter];

“cd c:\espectros? e Carregue [Enter];

De seguida, corra o programa CSV2MIDI usando o comando

“java CSV2MIDI ?colesterol_IV_espectro.csv ?colesterol_SIRS.midi? e Carregue [Enter].

O ficheiro criado é gravado na mesma directoria. Poderá ouvir o ficheiro MIDI (ex. colesterol_SIRS.midi) usando um leitor áudio comum. Ouvir agora.

Também pode escutar o SIRS do colesterol construído neste tutorial clicando no botão play.??

D. Aprendizagem do SIRS para identificação de compostos orgânicos

Para a interpretação de um SIRS é necessário realizar um treino áudio prévio. Para isso é essencial ouvir primeiro o som dos grupos funcionais característicos presentes em compostos orgânicos. Depois de familiarizado com o som dos grupos funcionais poderá ouvir um espectro SIRS completo. Para efeitos de ensino tutorial influímos aqui o respectivo espectro de IV (se quiser acompanhar visualmente o SIRS converta a escala para Absorvância).

Grupo Funcional

Exemplo

Espectro de IV

?lcool

3-Metil-1-butanol ?

? IV

Amina

N-Alil-isopropilamina

?IV

Imina

p-Tolualdeído

? IV