实验一 紫外可见吸收光谱的绘制及双组分混合物

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1、实验一紫外可见吸收光谱的绘制及双组分混合物（KMnO4和K2CrO7）的测定实验类型：验证性实验实验学时：3每组人数：4-5人（分两小组，每小组2-3人，分别扫描KMnO4和K2CrO7）实验目的：掌握紫外-可见吸收光谱基本原理和基础知识；掌握分光光度计的工作原理、基本构造和使用方法；熟悉紫外-可见吸收光谱的绘制方法；掌握吸收曲线相互重叠的二元混合物的测量。实验原理：有机化合物紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子（σ、π）或未成键电子（n）的跃迁产生的。电子跃迁主要有σ—σ*、n—σ*、n—π*、

2、π—π*四种类型。根据跃迁类型，吸收带可分为K带、B带、R带等。而一些无机化合物则是由于电荷跃迁或配位体场跃迁产生吸收光谱。在一定波长范围内，可以通过波长扫描的方法测定化合物的紫外-可见吸收光谱。根据朗伯-比尔定律，用紫外-可见分光光度法很容易定量测定在此光谱区内有吸收的单一成分。由两种组分组成的混合物中，若彼此都不影响另一种物质的光吸收性质，可根据相互间光谱重叠的程度，采用相对应的方法来进行定量测定。有如下三种情况：（a，b为两物质简称）①两组分光谱不重叠，a，b不相互干扰，即可认为干扰组分对

3、待测物测定没有影响，则可以选择适当的波长（分别选λ1、λ2测定），按测定单一组分的方法处理；②两组分光谱部分重叠，a的测定不受干扰，而b的测定受到干扰，a按照单一组分测定方法处理（选λ1测定），b在λ2处测定，减去a的含量；③当两组分吸收峰大部分重叠时，a，b相互干扰，则可采用双波长法联立方程组进行测定。无论哪种情况，都是依据吸光度值的加和性来测定的。可以用如下通式来表示（参考图③）：混合组分在λ1的吸光度等于a组分和b组分分别在λ1处的吸光度之和Aλ1a+b，即Aλ1a+b=ελ1abCa+ε

4、λ1bbCb（1）同理，混合组分在λ2的吸光度等于a组分和b组分分别在λ2处的吸光度之和Aλ2a+b，即Aλ2a+b=ελ2abCa+ελ2bbCb（2）因为摩尔吸光系数是某一波长下，某物质单位浓度、单位吸收光程的吸光度，其实质是吸光度-浓度线性回归方程的斜率。因此，首先用a、b组分的标样，分别测得a、b两组分在λ1和λ2处的摩尔吸光系数，计算吸光度-浓度线性回归方程的斜率，得到ελ1a、ελ1b、ελ2a、ελ2b；然后用待测未知试样在λ1和λ2处的吸光度Aλ1和Aλ2，即可通过解二元一次方程

5、组（1）（2）求得a、b两组分各自的浓度Ca和Cb。第①种情况下，ελ1bbCb=0，ελ2abCa=0；第②种情况下，ελ1bbCb=0。Abaλ2λ1Abaλ2λ1Abaλ2λ1①　②③一般来说，为了提高检测的灵敏度，减小测量误差，λ1和λ2宜分别选择在两组分吸光度差值较大，强吸收组分吸收峰及其附近（该区域吸收值变化小，误差小）。实验材料：T6紫外-可见分光光度计、0.0050mol/L的KMnO4溶液、0.020mol/L的K2CrO7溶液、0.25mol/L的H2SO4溶液、玻璃比色皿4

6、个、25ml比色管8支。实验步骤：1.KMnO4和K2CrO7吸收曲线的绘制：在一支25ml比色管中，加入0.0050mol/L的KMnO4溶液1.5ml，用0.25mol/L的H2SO4溶液定容；另取一支25ml的比色管，加入0.020mol/L的K2CrO7溶液1.5ml，用0.25mol/L的H2SO4溶液定容。在T6紫外-可见分光光度计上，以0.25mol/L的H2SO4溶液为参比，每隔2nm测定一次吸光度，分别扫描KMnO4和K2CrO7的吸收曲线，扫描波长范围为400nm-550nm

7、。用excel绘制KMnO4和K2CrO7的吸收曲线。1.分析上述吸收曲线，选择两个测量波长，按表1和表2配制KMnO4和K2CrO7的标准溶液（注意均用0.25mol/L的H2SO4溶液定容至25ml），分别在两个选择波长下用0.25mol/L的H2SO4溶液为参比测定其吸光度，用excel做线性回归分析，回归方程的斜率即为摩尔吸光系数。表1KMnO4标准曲线的绘制浓度编号C1C2C3C40.0050mol/LKMnO4的加入体积(ml)0.511.52KMnO4的浓度(mmol/L)0.10

8、.20.30.4表2K2CrO7标准曲线的绘制浓度编号C1C2C3C40.020mol/LK2CrO7的加入体积(ml)0.511.52K2CrO7的浓度(mmol/L)0.40.81.21.63.未知混合试样的测定：在选择的两个波长下，测定未知试样的吸光度值，联立方程组，计算待测试样中KMnO4和K2CrO7的浓度。注意：若所选的波长处干扰组分吸光度值很低（比如第①种情况下λ1处，b几乎没有吸光度，接近于零），即可认为干扰组分b不影响a的测定，可以简化待测物的测量方法。将试样在λ1和λ2下分别