紫外吸收光谱法 - 福建农林大学生命科学学院省级化学实验教学示范.ppt

紫外吸收光谱法测定苯甲酸山梨酸和未知物 化学生物系 吴 丹 一、实验目的 1 通过实验了解苯甲酸，山梨酸的紫外吸收特征，并利用这些特征对未知物进行定性鉴定。 2 通过测定有机化合物紫外吸收光谱，掌握鉴别化合物中发色团及其化合物类型的方法。 3 掌握有机化合物结构与紫外吸收光谱之间内在联系的规律。 二、实验原理 1 电磁波谱范围表 2 用紫外或可见光照射含有共轭结构的不饱和化合物时，分子中的价电子会从基态向激发态跃迁，此时，电子吸收了某一波长的紫外（可见）光。能级跃迁所需的能量与被吸收的紫外（可见）光波长之间的关系，可按下式计算： E = hf = hc / λ 式中： h---普郎克常数 △E—电子能级的能量差（KJ·mol-1） f ， λ—被吸收光的频率和波长 电子跃迁主要有σ→σ* ，n→σ*, π→π*, n→π*四种形式，它们跃迁所需能量大小为： σ→σ* ＞ n→σ* ≥ π→π* ＞ n→π* 其中σ→σ* 及n→σ* 的跃迁能量大，吸收的光的波长落在真空紫外部分，而n→σ* 和共轭体系π→π* 跃迁能量较小，落在紫外可见光的范围内。 3 有机化合物的紫外波谱性质 有机化合物的紫外吸收光谱具有少数几个宽的吸收带，缺乏精细结构，它只能反映分子中生色团和助色团（生色基团就是可以吸收光子而产生跃迁的原子基团，主要指化合物分子内能吸收紫外及可见光的原子基团。助色基团是指含有未成对电子的非生色基团。当它与某一生色基团相连时，能使该生色基团的吸收波长位置向长波方向移动且光谱强度有所增大）及附近的结构特征，而不能反映整个分子的特征。 因此紫外光谱可用于判别有机化合物中发色团和助色团的种类、位置、数目，以及区别饱和与不饱和化合物，测定分子中共轭程度等。但是仅依靠紫外光谱来推断未知化合物的结构是困难的。 4 苯甲酸与山梨酸的性质与用途 苯甲酸别名安息香酸，白色单斜晶系片状或针状结晶体，略带安息香或苯甲醛气味。熔点122.4 ℃.在100℃时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。苯甲酸在常温下微溶于水，石油醚，但溶于热水,水溶液呈酸性；易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂,也溶于非挥发性油。对霉菌，酵母和细菌等有较好的抑制作用，因而对微生物有强烈毒性，但对人体毒害不明显。? 苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂和防腐剂，也可作染色和印色的媒染剂。 苯甲酸具有环状共轭结构，在波长228nm 和272nm 处有 E吸收带和B 吸收带（芳香族化合物的特征吸收） ； 山梨酸（2，4-己二烯酸）无色针状结晶或白色结晶性粉末，无嗅或稍带刺激性臭味。分子量112.13。熔点132-135℃。沸点228℃(分解)。微溶于水。溶于有机溶剂。对光、热稳定，但在空气中长期放置易被氧化着色。??? 用途：化妆品防腐剂。属有机酸类防腐剂。添加量一般在0.5％以下。防腐活性与溶液pH值有密切关系。当溶液pH值为4时，离解率为14％，当pH值为6时，离解率即高达94％。因此通常在酸性范围内(pH值4.0-5.5)使用。在pH值为8以下防腐和杀毒作用稳定，毒性低，我们常用其钾盐作为食品防腐剂。 山梨酸CH3-CH=CH-CH=CH-COOH，具有α，β-不饱和羰基结构，在波长250 nm 处有π→π* 跃迁的K 吸收带。 利用紫外吸收光谱鉴定有机物，其主要依据是化合物的吸收光谱特征，如吸收曲线的形状，吸收峰数目以及各吸收峰波长及摩尔吸收系数等。 一般来说同一化合物浓度不同时，光吸收曲线形状相同，最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。 本实验将通过测定苯甲酸、山梨酸及未知物的紫外吸收光谱，根据它们的紫外吸收光谱特征鉴定未知物是苯甲酸还是山梨酸。 三、实验技能 1、容量瓶的使用 （1）使用前检漏： 加水至标线附近，盖好瓶塞后，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将瓶倒立2分钟，如不漏水，将瓶直立，转动瓶塞180°，再倒立2分钟，如不漏可使用。（使用中，玻璃塞不应放在桌面上，以免玷污，操作时可用一手的食指和中指夹瓶塞的扁头，当操作