紫外光谱分析实验

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1、紫外光谱分析实验二、【实验目的要求】通过实验了解苯的B吸收带精细结构及其在不同溶剂屮精细结构的变化;利用紫外光谱法对分析纯环己烷、正已烷进行纯度检验；测量样品中苯的浓度。耍求同学掌握紫外光谱仪的仪器基本构造及分析原理；利用所学过的紫外光谱知识，解释苯在不同形态卜一的B吸收带粘细结构变化；对分析纯环已烷、正已烷的纯度的检验，及可能含有的杂质是什么；设计出合理的方法次'J出样品中苯的浓度。三、【实验原理】紫外吸收光谱法是冇机分析中-种常用的方法，具冇仪器设备简单、操作方便、灵敏度高的特点，已广泛应用于有机化合物的定性、定量和结构鉴定。由于紫外吸收光谱的吸收峰通常

2、很宽，峰的数目也很少，因此在结构分析方面不具有十分专一性。通常是根据最大吸收峰的位置及强度判断其共辘体系的类型及在结构相似的悄况下，区分共轨方式不同的异构体。1.化合物中微量杂质检查利用紫外光谱法可以方便地检查出某些化合物中的微量杂质。例如，在环己烷中含冇微量杂质苯，由于苯有一B吸收带，吸收波长在220~270nm范围，而坏己烷在此处无明显吸收峰。因此，根据在220-270nm处有苯的粗细结构吸收带，即可判断环己烷中是否有微量杂质苯存在。2.未知样品的鉴定用紫外光谱法鉴定未知样品时，若冇标准样品，则把试样和标准样品用相同的溶剂，配制成相同浓度的溶液，分別测量

3、吸收光谱，如果两者为同-化合物，则吸收光谱应完全一致。若无标准样品，可与文献上的标准谱图进行比较。在实际测定中，我们还常常利用紫外吸收峰的波长和强度进行定性分析。例如，烟碱（尼古丁）在0.1N硫酸屮最大吸收峰波长Amax为260纳米,百分吸光系数=343。如呆某化合物在相同条下测得的Amax和与烟碱的数据一致，则该化合物结构与烟碱结构就基木相同。3.定量分析应用紫外光谱法进行定量分析的方法很多，如：a.标准曲线法、b.对照法、c.吸光系数法、d.混和物的定量、e.双波长分光光度法。但最常川最简单的方法就是”标准曲线法”。根据光的吸收定率：A=£bc£■吸光系

4、数；b■吸收池液层厚度；c■溶液浓度如果液层厚度保持不变，即b-•定，入射光波长和其他条件也保持不变，则在一定浓度范围内，所测得的吸光度与待测物质的浓度成正比。配制一系列浓度的标准溶液，在入max处分别测定吸光度。以标准溶液的浓度为横朋标，相应的吸光度A为纵朋标，绘出标准曲线，如图所示。标准豔如果测出未知浓度样品的吸光度值,就可以从标准曲线中上查出样品的浓度。1.有机化合物分子结构的推断1）共觇体系的确定通过测定冇机化合物的紫外光谱，可以确定分子中冇无共轨体系及共轨的程度。如果一种化合物在210nm以上无吸收，可以认为不含共轨体系。在210^250nm

5、x域

6、冇较强吸收带，则可能冇两个共轨双键。例如：1,3T-烯的入max为217nm,wmax为21.000。如果在260〜350nm区域冇强吸收带，衣示冇三至五个共辘双键。例如：葵五烯有五个共純双键,JtAmax为335nm,max为118.000<«随着共轨体系的增加，最大吸收波长红移，吸收强度增大。2）互变异构体的判别某些冇机化合物在溶液中存在互变界构体，利用它们紫外吸收光谱的特点，可以进行判别。例如，乙酰乙酸乙酣存在酗式和烯醇式两种异构体。00OH°IIH2

7、

8、I—HIIH3C—C——C—C——oc2hsH3c—C——C—c——oc2h5昭式边醉式I酗式异构

9、体孤立城基，不存在共轨体系，在近紫外区无强的吸收，只是在吸收波长272nm（Emax=16）处有弱吸收，由n-ir跃迁引起；烯醇式界构体貝有共轨体系，故在近紫外有较强的吸收，吸收峰波长在243纳为<£max=16.000）。3）顺反异构体的判别当冇机化合物分子空间构型不同时，其紫外吸收光谱也不一样。通常反式片构体的吸收峰波长比顺式片构体的吸收峰波长要长，吸收强度要人。利用这种判別，可以鉴別顺反异构体。例如：1,2-二苯乙烯的顺反两种界构体入max和zmax不一样。4）样品浓度与溶剂的选择紫外光谱法所测定的样品通常是液态物质。山于吸光度和浓度之间的线性关系，即

10、朗们•比耳定律（A=cbc）,只冇在稀溶液下才成立。所以，对待测物质的浓度就要冇所要求，一般用量：1cm池子，约3ml溶液，样品量0.1-100mgo另外，由于溶剂效应，叩某些物质的紫外吸收光谱特性，与所采用溶剂的极性冇密切的关系，溶剂的极性不同，同一化合物的紫外吸收光谱形状、吸收峰位置不一样。在测试前，耍止确选择溶剂。即记录吸收波长时，应注明所用溶剂，在把种未知物的吸收光谱与已知化合物吸收光谱进行比较时,要使用相同溶剂。溶剂除了对吸收波长冇影响外，还影响吸收强度和精细结构。例如B吸收带的精细结构在非极性溶剂中较清楚，但在极性溶剂中则较弱，冇时消失而出现一个

11、宽峰。苯酚的B吸收带就是这样一个例子。苯酚的精细结构