紫外光谱分析实验(波谱分析技术).ppt

紫外光谱分析实验 指导教师：徐龙权 光谱分析 原子光谱 1.原子吸收光谱 2.原子发射光谱 分子光谱 1.红外光谱 2.紫外光谱 3.荧光光谱 原子光谱与分子光谱主要区别 原子光谱图 原子光谱与分子光谱主要区别 分子光谱图 紫外光谱 紫外吸收光谱法是有机分析中一种常用的方法，具有仪器设备简单、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轭体系的类型及在结构相似的情况下，区分共轭方式不同的异构体。 紫外光谱电子跃迁 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，在环己烷中含有微量杂质，由于环己烷在190~1100nm范围内无明显吸收峰。如果在这个范围内有吸收，则可判定环已烷不纯。 2．未知样品的鉴定 用紫外光谱法鉴定未知样品时，若有标准样品，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，分别测量吸收光谱，如果两者为同一化合物，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。 3．定量分析 应用紫外光谱法进行定量分析的方法很多，如标准曲线法、标准加入法、 对照法、 吸光系数法、混和物的定量、双波长分光光度法。但最常用最简单的方法就是“标准曲线法”。根据光的吸收定率： A=εbc ε—吸光系数；b—吸收池液体厚度；c—溶液浓度 标准曲线法： 如果液体厚度保持不变，即b一定，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λmax处分别测定吸光度。以标准溶液的浓度为横座标，相应的吸光度A为纵座标，绘出标准曲线，如图所示。 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。由于吸光度和浓度之间的线性关系，即朗伯—比耳定律（A=εbc），只有在稀溶液下才成立。所以，对待测物质的浓度就要有所要求，要控制A＜1 。另外，由于溶剂效应，即某些物质的紫外吸收光谱特性，与所采用溶剂的极性有密切的关系，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，要正确选择溶剂。 标准加入法： 实际测定中，也是利用作图法，一般取四份相同体积的试样，从第二份起开始分别加入不同量待测物质的标准溶液，然后定容到一定体积。设试样中待测物质的深度为cx，加入标准溶液后的深度分别为cx+c0、 cx+2c0、 cx+4c0，分别测得其吸光度分别为Ax、 A1、 A2、 A3，以A对加入标准的浓度做外推曲线。显然，相应的截距所反映的吸收值正是待测物质所引起的效应，把曲线外延使之与横坐标相交，原点与交点的距离，即为所求试样在溶液中的浓度cx。 标准加入法外推曲线 4．有机化合物分子结构的推断 共轭体系的确定: 通过测定有机化合物的紫外光谱，可以确定分子中有无共轭体系及共轭的程度。如果一种化合物在210nm以上无吸收，可以认为不含共轭体系。在210～250nm区域有较强吸收带，则可能有两个共轭双键。随着共轭体系的增加，最大吸收波长红移，吸收强度增大。 4．有机化合物分子结构的推断 互变异构体的判别: 某些有机化合物在溶液中存在互变异构体，利用它们紫外吸收光谱的特点，可以进行判别。例如，乙酰基乙酸乙酯存在酮式和烯醇式两种异构体。如图： 4．有机化合物分子结构的推断 顺反异构体的判别： 当有机化合物分子空间构型不同时，空间位阻也不同，其紫外吸收光谱也不一样。通常反式异构体的吸收峰波长比顺式异构体的吸收峰波长要长，吸收强度要大。利用这种判别，可以鉴别顺反异构体。 溶剂效应 溶剂效应，即某些物质的紫外吸收光谱特性，与所采用溶剂的极性有密切的关系，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，要正确选择溶剂。即记录吸收波长时，应注明所用溶剂，在把一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有影响外，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，有时消失而出现一个宽峰。苯酚的精细结构在非极性溶剂庚烷中清晰可见，而在极性溶剂乙醇中则完全消失而呈现一宽峰。因此，在溶解度允许范围内，应选择极性较小的溶剂。另外，溶剂本身有一定的吸收带，如果和溶质的吸收带有重叠，将妨碍溶质吸收带的观察。 紫外分光光度计的构造原理