甲醇、乙醇的拉曼光谱测量及应用

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1、大学物理四级实验—研究性实验甲醇、乙醇的拉曼光谱测定及应用陈泺侃、耿立威、丁志敏PB05005022PB05005009PB05005044摘要利用拉曼光谱仪，测定甲醇、乙醇的拉曼光谱线，利用特征峰分辨甲醇和乙醇，并对不同配比的甲、乙醇混合液的特征峰强度之比，从理论上给出拟合公式，将其运用到食用酒上，可以检测出该食用酒是否勾兑有甲醇，并对勾兑量进行粗略的估算。关键词拉曼光谱；特征峰；甲醇；乙醇；假酒前沿拉曼散射是一种用得很多的分析测试手段；拉曼光谱仪正是通过测定物质的拉曼散射光谱线，来分析有机物、高分子、生物制品、药物等；通过测定混合物的拉曼光谱，可以测定出混合物的相对含量；通过观察测定其混

2、合物的特征光谱线，可以检测出分布在溶剂中的微量溶质；这使得在食用酒中检测出微量的甲醇成为可能。实验背景甲醇和乙醇在色泽与味觉上没有差异，酒中微量甲醇可引起人体慢性损害，高剂量时可引起人体急性中毒。我国发生的多次酒类中毒，都是因为饮用了含有高剂量甲醇的工业酒精配制的酒或是饮用了直接用甲醇配制的酒而引起。甲醇中毒剂量的个体差异较大，有的7～8ml即可引起失明，30～100ml可至死亡。我国发生的多次大范围酒类中毒，因此如何检测出甲醇勾兑的假酒应给予重视。实验目的通过测定不同浓度配比的甲、乙醇溶液，理论上得出其相对强度比-体积比之关系，进而应用到生活中，对食用酒检测是否勾兑有剧毒的甲醇，并进一步粗

3、略测定其含量。实验原理甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）拥有不同的分子结构，故它们必有只属于自己的特征光谱线，而对于纯净物，其光谱线的相对强度维持不变；而对于不同结构的物质，只需通过测定其相对强度之比，根据实验上推得的相对强度比-体积比之关系（这是本课题的重点内容）可粗略估算其体积比，达到检测食用酒中甲醇含量的目的。实验仪器激光拉曼光谱仪、限波片。1大学物理四级实验—研究性实验实验样品无水甲醇（分析纯99.5%）、无水乙醇、体积比分别为1:1,1:2,1:3,1:4,1:5的甲、乙醇混合液、食用酒样品1和2实验内容（1）分别测定无水甲醇和无水乙醇在Stokes区的各拉曼散射线，从中找出

4、它们属于各自的特征峰，为之后的混合物测定做准备；（2）选定甲、乙醇的特征峰，在此二峰附近，分别扫描不同体积比下的混合物拉曼散射谱；（3）以相对强度为纵轴，体积比为横轴，拟合曲线；（4）以食用酒样品1和2为应用对象，分别检测其中的甲醇含量。实验结果讨论（1）甲醇的拉曼光谱2大学物理四级实验—研究性实验由图可知，甲醇有8个较为明显的拉曼散射峰，波长及峰高如图中所示。（2）乙醇的拉曼光谱3大学物理四级实验—研究性实验在实验中我们测到了6个散射峰，但实际上应有9个，将漏掉的3个补于上图所示。（3）甲、乙醇的光谱在同一图上的表示4大学物理四级实验—研究性实验黄色的谱线代表甲醇，蓝色的代表乙醇；其中上图

5、中的峰值为甲醇的，下图为乙醇的。（在这2图中，扫描范围定在550nm—650nm，是因为乙醇的散射峰集中在这一块，650nm之后的省去不去考虑）相对比之下，甲醇和乙醇的特征峰一目了然：甲醇明显的特征峰：552.0nm，590.2nm，627.2nm，707.4nm（此为650nm—800nm范围）在峰5的右边还有2个峰未检测到，现在图中标出，但无具体数值；5大学物理四级实验—研究性实验乙醇明显的特征峰：559.2nm，571.6nm，629nm。以上只给出明显的特征峰，对于其余特征峰，由于肉眼较难分辨而省去不用。（4）选取特征峰以甲醇的特征峰627.2nm和乙醇的特征峰559.2nm为选定所

6、需的特征峰，之后在不同体积配比下的强度之比以此2线为对象。以下的各图均加有限波片，关于原因将在数据处理完之后阐明。甲醇、乙醇体积比1:16大学物理四级实验—研究性实验甲醇、乙醇体积比1:27大学物理四级实验—研究性实验甲醇、乙醇体积比1:38大学物理四级实验—研究性实验甲醇、乙醇体积比1:49大学物理四级实验—研究性实验甲醇、乙醇体积比1:510大学物理四级实验—研究性实验数据处理将5种不同配比的甲、乙醇峰位绝对强度做处理，即除本底，除噪声（取其平均值），再除去2个紧挨的散射峰的相互叠加影响；然后计算它们的相对强度，列表如下：（最终结果取两次扫描曲线的平均值）体积比甲醇1乙醇1甲醇2乙醇2相

7、对强度1相对强度2平均相对强度00/0/0001275.8396.0266.5366.70.6964650.7267520.711608380.5121.5292.8120.5337.40.4149590.3571430.386050941/357.5242.663.1292.30.2370160.2158740.226444880.25169.6690.0184.1882.90.2457970.208517