实验报告二红外光谱法对果糖和葡萄糖的定性分析
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一、实验目的1. 了解红外光谱的基本原理和操作方法。
2. 掌握红外光谱在有机化合物结构分析中的应用。
3. 通过对样品的红外光谱分析,判断其结构特征。
二、实验原理红外光谱是利用分子对红外光的吸收特性来研究分子结构和化学键的一种方法。
当分子吸收红外光时,分子内部的振动和转动能级发生变化,导致分子振动频率和转动频率的变化。
根据分子振动和转动频率的不同,红外光谱可以分为三个区域:近红外区、中红外区和远红外区。
中红外区是红外光谱分析的主要区域,因为它包含了大量的官能团特征吸收峰。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:红外光谱仪、样品池、电子天平、移液器、干燥器等。
2. 试剂:待测样品、溴化钾压片剂、溶剂等。
四、实验步骤1. 样品制备:将待测样品与溴化钾按照一定比例混合,制成压片剂。
2. 样品测试:将制备好的样品放入样品池,置于红外光谱仪中,进行光谱扫描。
3. 数据处理:将扫描得到的光谱数据进行分析,识别特征吸收峰,判断样品的结构特征。
五、实验结果与分析1. 样品A的红外光谱分析(1)在3350cm-1附近出现一个宽峰,说明样品A中含有O-H键。
(2)在2920cm-1和2850cm-1附近出现两个尖锐峰,说明样品A中含有C-H键。
(3)在1720cm-1附近出现一个尖锐峰,说明样品A中含有C=O键。
(4)在1230cm-1附近出现一个尖锐峰,说明样品A中含有C-O键。
根据以上分析,样品A可能为含有O-H、C=O和C-O键的有机化合物。
2. 样品B的红外光谱分析(1)在3350cm-1附近出现一个宽峰,说明样品B中含有O-H键。
(2)在2920cm-1和2850cm-1附近出现两个尖锐峰,说明样品B中含有C-H键。
(3)在1640cm-1附近出现一个尖锐峰,说明样品B中含有C=C键。
(4)在1040cm-1附近出现一个尖锐峰,说明样品B中含有C-O键。
根据以上分析,样品B可能为含有O-H、C=C和C-O键的有机化合物。
一、实验目的1. 了解傅里叶变换红外光谱仪的基本构造及工作原理。
2. 掌握红外光谱分析的基础实验技术。
3. 学会用傅里叶变换红外光谱仪进行样品测试。
4. 掌握几种常用的红外光谱解析方法。
二、实验原理红外光谱法是利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一种方法。
苯甲酸分子在红外线照射下,会吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光,产生特征吸收光谱。
通过分析苯甲酸的红外光谱,可以确定其分子结构,进行定性分析。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、样品制备装置、压片机、样品瓶、电子天平。
2. 试剂:苯甲酸、溴化钾(KBr)、无水乙醇。
四、实验步骤1. 样品制备:准确称取0.1g苯甲酸,置于研钵中,加入约0.5g溴化钾,研磨至粉末状。
将粉末转移至样品瓶中,加入少量无水乙醇,振荡溶解,制成苯甲酸溶液。
2. 样品测试:将制备好的苯甲酸溶液均匀涂覆在KBr压片机上,压制薄片,厚度约为1mm。
3. 红外光谱测试:将压制好的薄片放入傅里叶变换红外光谱仪中,进行红外光谱扫描。
扫描范围为4000~500cm-1,分辨率为4cm-1。
4. 数据处理:将扫描得到的红外光谱图与标准苯甲酸光谱图进行对比,分析苯甲酸的红外光谱特征。
五、实验结果与分析1. 苯甲酸的红外光谱图显示,在1640cm-1处出现一个强吸收峰,这是苯甲酸中羰基的特征吸收峰。
2. 在3000cm-1处出现一个宽吸收峰,这是苯甲酸中C-H键的伸缩振动吸收峰。
3. 在1400cm-1处出现一个中等强度的吸收峰,这是苯甲酸中苯环的C=C键伸缩振动吸收峰。
4. 在900cm-1处出现一个弱吸收峰,这是苯甲酸中苯环的C-H面外弯曲振动吸收峰。
通过对比苯甲酸的红外光谱图与标准苯甲酸光谱图,可以确定实验样品为苯甲酸。
六、实验结论本次实验成功利用傅里叶变换红外光谱法对苯甲酸进行了定性分析。
红外光谱实验报告红外光谱实验报告引言:红外光谱是一种非常重要的分析技术,广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本实验旨在通过红外光谱仪对不同物质进行分析,探索其结构和特性。
实验方法:在本次实验中,我们选择了几种常见的有机物质,包括甲醇、乙醇、苯酚和氯化苯等。
首先,我们将样品制备成固体样品,然后将其放置在红外光谱仪中进行测试。
实验过程中,我们使用了ATR(全反射红外光谱)技术,这种技术能够将样品直接放在光学晶体上,大大简化了实验操作。
实验结果与分析:通过对不同样品的红外光谱图进行分析,我们可以观察到不同的吸收峰和强度变化。
以甲醇为例,我们可以看到在波数范围为3000-3600 cm-1之间存在一个宽而强的吸收峰,这是由于甲醇中羟基(OH)的振动引起的。
而在波数范围为1000-1300 cm-1之间,我们观察到了一个强的吸收峰,这是由于甲醇中碳氧键(C-O)的振动引起的。
乙醇的红外光谱图也显示出了类似的特征。
在3000-3600 cm-1的波数范围内,我们可以看到一个宽而强的吸收峰,这是由于乙醇中羟基(OH)的振动引起的。
与甲醇不同的是,在波数范围为1000-1300 cm-1之间,乙醇显示出了两个强吸收峰,分别对应着碳氧键(C-O)和碳碳键(C-C)的振动。
苯酚的红外光谱图呈现出了更为复杂的特征。
在3000-3600 cm-1之间,我们观察到了一个宽而弱的吸收峰,这是由于苯酚中羟基(OH)的振动引起的。
同时,我们还可以看到在1500-1600 cm-1之间存在一个强吸收峰,这是苯酚中苯环的振动引起的。
氯化苯的红外光谱图同样具有独特的特征。
在3000-3600 cm-1之间,我们观察到了一个宽而强的吸收峰,这是由于氯化苯中氯代基(C-Cl)的振动引起的。
而在1000-1300 cm-1之间,我们可以看到一个强吸收峰,这是由于苯环的振动引起的。
结论:通过本次实验,我们成功地利用红外光谱仪对不同有机物进行了分析。
水果糖度和酸度的近红外光谱无损检测研究水果糖度和酸度的近红外光谱无损检测研究近年来,随着人们对食品安全和品质的关注度不断提高,无损检测技术在食品行业中的应用变得越来越重要。
水果作为一种常见的食品,其糖度和酸度是评价其品质和口感的重要因素之一。
本文旨在研究利用近红外光谱技术来无损检测水果糖度和酸度的可行性和有效性。
一、近红外光谱技术的原理和特点近红外光谱技术是一种应用于分析化学和食品科学领域的非破坏性检测方法。
其原理是利用近红外光在样品上的吸收和反射特性,通过采集和分析光谱信息,来推断样品的组成和特征。
相比于传统的化学分析方法,近红外光谱技术具有简单、快速、经济、无污染等优点,因此被广泛应用于食品质量检测领域。
二、水果糖度和酸度的相关性分析糖度是指水果中可溶性糖的含量,主要由葡萄糖、果糖和蔗糖等组成,直接影响水果的甜度和口感。
酸度是指水果中酸性物质所含量的度量,通常以酸度值(以柠檬酸或苹果酸等为基准)来表示,直接影响水果的酸味和口感。
研究表明,糖度和酸度在一定程度上呈负相关关系,即水果的糖度增加,酸度相对减少。
三、构建水果糖度和酸度的近红外光谱模型在实验中,我们选取了常见的水果品种,例如苹果、梨、葡萄等,并结合传统化学分析方法,测定了它们的糖度和酸度。
同时,使用近红外光谱仪器对水果样品进行光谱扫描,获取了相应的近红外光谱数据。
首先,对原始光谱数据进行预处理,包括去除基线漂移、正则化处理、光谱平滑等。
然后,利用光谱数据和对应的糖度和酸度数据建立回归模型。
常用的回归方法包括偏最小二乘回归(PLSR)和支持向量机回归(SVM-R)等。
通过交叉验证和模型评价指标,筛选出最优的模型。
四、模型验证和应用为了验证模型的准确性和鲁棒性,我们采用了不同批次、不同品种和不同处理条件下的水果样品进行实验。
实验结果表明,基于近红外光谱的模型能够准确预测水果的糖度和酸度,与传统化学分析方法的结果一致。
同时,模型对于各个水果品种和处理条件具有较好的适应性和稳定性。
一、实验目的1. 了解红外光谱分析的基本原理和应用领域。
2. 掌握红外光谱仪的结构、操作方法及实验技巧。
3. 学会利用红外光谱对样品进行定性、定量分析。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理红外光谱分析是利用物质分子对红外光的吸收特性进行定性和定量分析的方法。
当分子吸收红外光时,分子中的化学键会发生振动和转动,从而产生特征的红外光谱。
通过对比标准样品的红外光谱和待测样品的红外光谱,可以鉴定物质的化学结构和组成。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:红外光谱仪、样品池、电子天平、剪刀、镊子等。
2. 试剂:待测样品、标准样品、溴化钾压片剂等。
四、实验步骤1. 样品制备:将待测样品和标准样品分别剪成约2mm×2mm的小块,然后与溴化钾压片剂混合均匀,压成薄片。
2. 样品测试:将制备好的样品放入样品池,使用红外光谱仪进行测试。
设置合适的扫描范围和分辨率,对样品进行红外光谱扫描。
3. 数据处理:将扫描得到的红外光谱与标准样品的红外光谱进行对比,分析待测样品的化学结构和组成。
4. 结果分析:根据红外光谱的特征峰,鉴定待测样品的化学结构,并计算其含量。
五、实验结果与分析1. 样品A:红外光谱在3340cm-1处出现宽峰,为O-H伸缩振动峰;在1650cm-1处出现峰,为C=O伸缩振动峰;在1500cm-1处出现峰,为C-O伸缩振动峰。
综合分析,样品A为羧酸类物质。
2. 样品B:红外光谱在2920cm-1和2850cm-1处出现峰,为C-H伸缩振动峰;在1730cm-1处出现峰,为C=O伸缩振动峰;在1230cm-1处出现峰,为C-O伸缩振动峰。
综合分析,样品B为酮类物质。
3. 样品C:红外光谱在3340cm-1和1630cm-1处出现峰,为N-H伸缩振动峰;在1600cm-1处出现峰,为C=C伸缩振动峰;在1450cm-1处出现峰,为C-O伸缩振动峰。
综合分析,样品C为酰胺类物质。
六、实验讨论与心得1. 红外光谱分析是一种常用的定性、定量分析方法,具有快速、简便、准确等优点。
一、实验目的1. 了解傅里叶变换红外光谱仪的基本构造及工作原理。
2. 掌握红外光谱分析的基础实验技术。
3. 学会用傅里叶变换红外光谱仪进行样品测试。
4. 掌握几种常用的红外光谱解析方法。
二、实验原理红外光谱是一种利用物质对红外光的吸收特性来进行定性、定量分析的方法。
当物质分子受到红外光的照射时,分子内部的运动和振动会发生变化,从而产生吸收光谱。
根据吸收光谱的特征,可以鉴定物质的化学结构和组成。
傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)是一种常用的红外光谱分析仪器,它利用傅里叶变换技术将红外光信号转换成光谱信号,提高了光谱分析的灵敏度和分辨率。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:傅里叶变换红外光谱仪、样品制备器、样品池、干燥器等。
2. 试剂:苯甲酸、碳酸钙、聚乙烯醇、丙三醇、乙醇等。
四、实验步骤1. 样品制备:将待测物质与干燥的溴化钾粉末按一定比例混合,压制成透明薄片,放入样品池中。
2. 仪器调试:打开傅里叶变换红外光谱仪,进行系统预热和仪器调试,确保仪器处于正常工作状态。
3. 样品测试:将制备好的样品放入样品池,调整波长范围为4000~400cm-1,进行红外光谱扫描。
4. 数据处理:将扫描得到的光谱数据导入计算机,进行基线校正、平滑处理等,得到红外光谱图。
5. 红外光谱解析:根据红外光谱图,分析样品的官能团和化学结构,确定物质的组成。
五、实验结果与分析1. 苯甲酸的红外光谱分析:苯甲酸的红外光谱图显示,在1640cm-1和1710cm-1处有明显的吸收峰,分别对应于羰基的伸缩振动和羧基的伸缩振动。
在2920cm-1和2850cm-1处有吸收峰,对应于甲基和亚甲基的伸缩振动。
根据这些特征峰,可以确定样品为苯甲酸。
2. 碳酸钙的红外光谱分析:碳酸钙的红外光谱图显示,在870cm-1和1430cm-1处有明显的吸收峰,分别对应于碳酸根离子的对称伸缩振动和不对称伸缩振动。
在515cm-1处有吸收峰,对应于碳酸根离子的振动。
蜂蜜中果糖和葡萄糖近红外检测的差异性分析及优化研究【摘要】采集了来自全国20种单植物源和其它多植物源的101份的蜂蜜样品,分别运用傅立叶型近红外光谱仪采用光纤透反射(800~2500 nm,2 mm光程)和透射(800~1370 nm,20 mm光程)采集方式获得近红外光谱,来预测蜂蜜中结构和含量都很相近的果糖和葡萄糖含量。
结果发现,两种测量方式下果糖、葡萄糖的预测准确度存在着较大的差异。
为了分析这种差异产生的原因,采用支持向量机分析其非线性信息,采用遗传算法分析其特征波长,结果表明:这种差异主要来自两种糖分特征波长分布不同所导致。
通过对两种糖分的检测方案进行优化,得出在利用近红外光谱技术检测蜂蜜中葡萄糖成分含量时应尽量采集短波区、长光程的光谱,或者对全谱区、短光程的光谱,进行特征波长的提取,避开水分的干扰,从而提高其预测精度;而对于果糖,则应尽量采集全谱区、短光程的光谱;采用常用线性定量建模方法PLSR就可以得到很好的预测模型,非线性的支持向量机模型未能明显提升模型性能。
【关键词】蜂蜜;近红外;果糖;葡萄糖;特征波长Abstract A total of 101 honey samples that originated from 20 different unifloral honey and other multifloral honey samples were collected from China.FT-NIR spectrometer were applied to determinate the content of fructose and glucose of honey with two different modes:transflectance (800-2500 nm,2 mm optical path length) and transmittance (800-1370 nm,20 mm optical path length).It was found that the prediction accuracy of fructose and glucose had significant difference with the two modes.In order to analyze the reason of this difference,support vector machine (SVM) was used to analyze the non-linear information,and genetic algorithm (GA) was used to analyze the characteristic wavelengths.The result indicated that the detection difference of fructose and glucose was originated from their different characteristic wavelengths.Through the optimization of detection method,it was found that for the determination of glucose,short wavelength and long optical path length should be used,on the other side,the whole wavelength region and short wavelength,with selecting the characteristic wavelength to avoid the disturb of water can also be used.For the determination of fructose,whole wavelength region and short optical path length should be used.Linear regression methods such as PLSR could obtain good results,and non-linear methods such as SVM did not improve the model performance.Keywords Honey; Near infrared spectrometry; Fructose; Glucose; Characteristic wavelengths1 引言蜂蜜中含有糖类、水分、矿物质、维生素、蛋白质、氨基酸乙酰胆碱、生物类黄酮等180余种不同物质成分。
实验二红外光谱法对果糖和葡萄糖的定性分析1 实验目的1.1 熟练掌握红外光谱仪的使用方法,知道怎么保护红外光谱仪。
1.2熟练掌握压片的技巧。
1.3学会用红外光谱仪判定未知物及其质组成与结构的方法。
2实验原理2.1 方法原理红外光的波长较大,能量较紫外光和可见光较小,当红外光照射到物质表面时,会引起分子的振动能级和转动能级的跃迁。
红外光谱所研究的是分子振动中伴有偶极距变化的化合物,当这些化合物吸收红外光后,分子将产生不同方式的振动,消耗光能。
红外可分近红外、中红外和远红外:近红外12820-4000 cm-1中红外4000-200 cm-1远红外200-33 cm-1为了研究某种物质的结构特征,采用红外光照射该物质,并测定该物质的吸光度,以透光度为纵坐标,波数为横坐标作图。
根据波谷对应的波数,查阅标准物质红外光图谱,确定待测物质的组成或者所包含的官能团及不饱和度等信息,从而确定待测物质的结构。
本实验中,当果糖和葡萄糖收到红外光谱照射,分子吸收某些频率的辐射,其分子振动和转动能及发生从基态到激发态的跃迁,使相应的透射光强度减弱。
以红外光的透射比对波数或波长作图,就可以得到果糖和葡萄糖的红外光谱图。
葡萄糖和果糖的炭式结构如图1所示,费歇尔式结构如图2所示:图1图22.2 仪器原理2.2. 1 傅立叶红外光谱仪傅立叶红外光谱仪的基本结构如图3所示。
图3傅立叶红外光谱仪工作原理示意图傅里叶红外光谱仪的工作原理如下:光源发出的红外光由迈克尔逊干涉仪分成两束相干光,相干光照射到样品上,含有样品信息的相干光到达检测器,由检测器将光信号转化为电信号,并将此电信号传递到指示系统——计算机中。
计算机将时间域信息通过傅立叶变换转化为频率域信息,最终得到透过率随波数变化的红外吸收光谱图。
(一)光源光源要求能发射出稳定、高强度连续波长的红外光,能斯特灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝这些是我们通常使用光源材料。
(二)干涉仪我们所用的干涉仪是迈克尔逊干涉仪,迈克尔逊干涉仪的作用是将复色光变为干涉光。
葡萄糖、果糖的旋光度测定一、 实验目的和要求1、 了解旋光仪测定旋光度的基本原理;2、 掌握用旋光仪测定溶液或液体物质的旋光度的方法;3、 了解葡萄糖和果糖的旋光性质;4、 学习通过测定旋光度计算溶液含糖量的方法。
二、 实验内容和原理只在一个平面上振动的光叫做平面偏振光,简称偏振光。
物质能使偏振光的振动平面旋转的性质,称为旋光性或光学活性。
具有旋光性的物质,叫做旋光性物质或光学活性物质。
旋光性物质使偏振光的振动平面旋转的角度叫做旋光度。
许多有机化合物,尤其是来自生物体内的大部分天然产物,如氨基酸、生物碱和碳水化合物等,都具有旋光性。
这是由于它们的分子结构具有手征性所造成的。
因此,旋光度的测定对于研究这些有机化合物的分子结构具有重要的作用,此外,旋光度的测定对于确定某些有机反应的反应机理也是很有意义的。
测定溶液或液体的旋光度的仪器称为旋光仪,其工作原理见下图。
常用的旋光仪主要由光源、起偏镜、样品管(也叫旋光管)和检偏镜几部分组成。
物质的旋光度与测定时所用溶液的浓度、样品管长度、温度、所用光源的波长及溶剂的性质等因素有关。
因此,常用比旋光度[α]来表示物质的旋光性。
溶液的比旋光度与旋光度的关系为:[]()t D c Lαα=⨯溶剂式中[]tD α为比旋光度;t 为测定时的温度(℃);D 表示钠光(波长λ=589.3nm);α为观测的旋光度;c 为溶液的浓度,以g·mL -1为单位;L 为样品管的长度,以dm 为单位。
如果被测定的旋光性物质为纯液体,可直接装入样品管中进行测定,这时,比旋光度可由下式求出:[]t D d Lαα=⨯式中d 为纯液体的密度(g·mL -1)。
测定旋光度具有以下意义:1. 测定已知物溶液的旋光度,再查其比旋光度,即可计算出已知物溶液的浓度。
2. 将未知物配制成已知浓度的溶液,测其旋光度,计算出比旋光度,再与文献值对照,作为鉴定未知物的依据。
3. 由比旋光度可按下式求出样品的光学纯度(OP )。
红外光谱实验报告一、实验目的1、了解红外光谱的基本原理和应用。
2、掌握红外光谱仪的操作方法。
3、学会对红外光谱图进行分析和解读,确定样品的官能团和结构。
二、实验原理红外光谱是一种基于分子振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱。
当一束具有连续波长的红外光通过物质时,物质分子中的某些基团会吸收特定波长的红外光,从而在红外光谱图上出现吸收峰。
不同的官能团在红外光谱中具有特定的吸收频率和吸收强度,通过对这些吸收峰的位置、形状和强度的分析,可以推断出分子的结构和化学键的类型。
分子的振动形式可以分为伸缩振动和弯曲振动。
伸缩振动是指原子沿键轴方向的伸长和缩短,而弯曲振动则是指原子在键轴垂直方向的弯曲。
常见的官能团如羟基(OH)、羰基(C=O)、氨基(NH₂)等都有其特征的红外吸收峰。
三、实验仪器与试剂1、仪器:傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、压片机、研钵、干燥器。
2、试剂:溴化钾(KBr,光谱纯)、待测样品(如苯甲酸、乙醇等)。
四、实验步骤1、样品制备(1)固体样品:将待测样品与干燥的 KBr 按照一定比例(通常为1:100 至 1:200)在研钵中充分研磨混合,直至形成均匀的粉末。
然后将粉末放入压片机中,施加一定的压力制成透明的薄片。
(2)液体样品:将少量待测液体滴在两个 KBr 盐片之间,使其形成均匀的液膜。
2、仪器操作(1)打开红外光谱仪电源,预热 30 分钟至仪器稳定。
(2)设置仪器参数,如扫描范围、分辨率、扫描次数等。
(3)将制备好的样品放入样品室,进行红外光谱扫描。
3、数据处理(1)获取扫描得到的红外光谱图。
(2)对光谱图进行基线校正、平滑处理等,以提高数据的质量和准确性。
五、实验结果与分析1、苯甲酸的红外光谱分析(1)在 3000 2500 cm⁻¹范围内,出现了较宽的 OH 伸缩振动吸收峰,表明存在羧基中的羟基。
(2)在 1700 1680 cm⁻¹处有强烈的 C=O 伸缩振动吸收峰,证实了羧基的存在。
一、实验目的1. 了解糖的化学性质,包括还原糖和非还原糖的性质。
2. 掌握糖的定性分析方法,如本尼迪克特试剂、费林试剂和硫酸铜试剂的使用。
3. 通过实验验证不同糖类的性质,区分还原糖和非还原糖。
二、实验原理糖类是一类含有多个羟基的有机化合物,根据其结构特点可分为还原糖和非还原糖。
还原糖含有游离的醛基或酮基,能够还原费林试剂、本尼迪克特试剂和硫酸铜试剂等,产生红色或橙色的沉淀或颜色变化。
而非还原糖不含游离的醛基或酮基,不能还原上述试剂。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 红糖- 白糖- 蔗糖- 淀粉- 葡萄糖- 果糖- 本尼迪克特试剂- 费林试剂- 硫酸铜试剂- 水浴锅- 试管- 移液器2. 实验仪器:- 烧杯- 滴定管- 紫外可见分光光度计四、实验步骤1. 还原糖的鉴定1.1 取少量红糖、白糖、蔗糖、淀粉、葡萄糖和果糖分别置于试管中。
1.2 向每个试管中加入2ml本尼迪克特试剂,振荡均匀。
1.3 将试管置于水浴锅中加热至沸腾,保持沸腾状态2分钟。
1.4 观察各试管颜色的变化,记录结果。
1.5 取少量红糖、白糖、蔗糖、淀粉、葡萄糖和果糖分别置于试管中。
1.6 向每个试管中加入2ml费林试剂,振荡均匀。
1.7 将试管置于水浴锅中加热至沸腾,保持沸腾状态2分钟。
1.8 观察各试管颜色的变化,记录结果。
1.9 取少量红糖、白糖、蔗糖、淀粉、葡萄糖和果糖分别置于试管中。
1.10 向每个试管中加入2ml硫酸铜试剂,振荡均匀。
1.11 观察各试管颜色的变化,记录结果。
2. 非还原糖的鉴定2.1 取少量淀粉和蔗糖分别置于试管中。
2.2 向每个试管中加入2ml本尼迪克特试剂,振荡均匀。
2.3 将试管置于水浴锅中加热至沸腾,保持沸腾状态2分钟。
2.4 观察各试管颜色的变化,记录结果。
2.5 取少量淀粉和蔗糖分别置于试管中。
2.6 向每个试管中加入2ml费林试剂,振荡均匀。
2.7 将试管置于水浴锅中加热至沸腾,保持沸腾状态2分钟。
实验报告红外光谱实验实验报告实验目的:通过红外光谱实验,了解红外光谱的原理和应用,并熟悉红外光谱仪的操作方法。
实验仪器与试剂:- 红外光谱仪- 要测物质样品- 红外光谱仪样品夹- 红外光谱仪软件实验步骤:1. 将待测物质样品放置在红外光谱仪样品夹中。
2. 启动红外光谱仪,并通过软件连接到计算机。
3. 在红外光谱仪软件中选择合适的实验模式,例如透射模式或反射模式。
4. 调节红外光谱仪的参数,使其适应待测样品的特性。
5. 点击开始采集数据,并等待红外光谱仪完成扫描。
6. 导出实验数据,并进行结果分析。
实验结果与分析:通过红外光谱实验,我们成功获得了待测物质的红外光谱图谱。
根据红外光谱图谱的特征,我们可以分析样品中的化学组成及功能基团。
以甲酸乙酯为例,其红外光谱图谱显示了以下峰值:- 约在3300 cm^-1处的宽峰对应于羟基(OH)的拉伸振动。
- 约在2920 cm^-1处的尖峰对应于亚甲基(CH3)的伸缩振动。
- 约在1730 cm^-1处的峰对应于乙酯羰基(C=O)的伸缩振动。
- 约在1450 cm^-1处的峰对应于甲基(CH3)的弯曲振动。
根据红外光谱图谱的特征峰,我们可以确定甲酸乙酯的分子结构及其所含官能团。
实验注意事项:1. 操作红外光谱仪时需佩戴手套,避免直接接触样品。
2. 在采集红外光谱数据前,请确保样品夹干净,以避免干扰实验结果。
3. 操作红外光谱仪时,请按照仪器操作手册进行正确操作,以免损坏仪器。
4. 在红外光谱图谱分析时,请参考相关的红外光谱数据库,以便更准确地确定化合物结构。
实验结论:本次红外光谱实验通过采集待测物质样品的红外光谱图谱,成功分析了样品的化学组成及功能基团。
红外光谱实验是一种重要的分析方法,在化学、医药和材料等领域有广泛的应用前景。
通过对红外光谱的研究,我们可以更好地理解和研究物质的结构与性质。
红外吸收光谱实验报告红外吸收光谱实验报告一.实验目的1.了解红外测试的两种常见方法,了解并掌握红外光谱仪的操作规程。
2.学会观察和分析红外光谱仪谱图。
二.实验原理当样品受到频率连续变化的红外光照射时,分子吸收了某些频率的辐射,并由其振动或转动引起偶极矩的净变化,产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。
记录红外光的百分透射比与波数或波长的关系曲线,就能得到红外光谱。
实际上,分子发生振动能级跃迁时,总是伴随有转动能级的跃迁,即可得到分子的振动—转动能谱。
红外光谱根据仪器技术和应用不同,可分为近红外区、中红外区、远红外区三个区。
绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在中红外光区,该区也常用来进行红外光谱的定性和定量分析。
掌握各种原子基团基频峰的频率及位移规律,就可以确定化合物分子中存在的原子基团及其在分子结构中的相对位置。
三.实验仪器仪器型号:德国BRUKER公司EQUINOX55主要技术指标:分辨率:<0.5 cm?1波数精度:优于0.01cm?1信噪比:> 3600 : 1光谱范围:7500-370cm?1四.实验步骤1.仪器准备启动操作软件OPUS,设置操作参数,输入有关样品信息2.样品制备压片法:将少量样品与KBr粉末(约总量的99%-95%)放入玛瑙研钵中,充分研细并均匀混合,然后将混合物倒入压片模具中,在粉末压片机上加压(压力约为15MPa)片刻,取出压片。
使用ATR法无需制样,此方法不能测气体,对于液体来说,贴合性好,比较准确,但对于部分固体来说,可能无法压实而造成实验失败,此外,由于附件比较大,仪器盖子难以盖上,可能会引起实验较大的误差。
3.测试(1)采集测量背景的单通道谱图;(2)将已制好的压片装入夹具并放入光谱仪样品仓的光路中,采集样品的单通道谱图。
4.数据处理将得到的谱图进行保存,进一步进行分析和处理。
将谱图上的峰位进行标识后,查阅相关资料,找到每个峰对应的基团。
葡萄糖变温红外光谱研究胡瑞省;张之奎;王欣;董丽华;王擘政;陈丽云;郑雨倩;于宏伟【摘要】采用变温红外光谱技术,开展了葡萄糖的热稳定性研究.在293~393 K温度下,开展了葡萄糖的变温红外光谱(包括:变温一维红外光谱和变温二阶导数红外光谱)研究.实验发现:随着测定温度的升高,葡萄糖主要官能团对应的红外吸收频率、强度及峰型均发生了明显的改变,其中333 K是一个临界变化温度.在293~393 K 温度范围内,随着测定温度的升高,葡萄糖加热脱水生成无水葡萄糖,会进一步氧化为葡萄糖酸.研究发现,葡萄糖的热稳定性较差,并进一步研究了其热变机理.拓展了变温红外光谱技术在葡萄糖热稳定方面的研究范围,具有一定的理论研究价值.【期刊名称】《石家庄学院学报》【年(卷),期】2018(020)006【总页数】7页(P23-29)【关键词】葡萄糖;变温红外光谱;热稳定性;葡萄糖酸【作者】胡瑞省;张之奎;王欣;董丽华;王擘政;陈丽云;郑雨倩;于宏伟【作者单位】石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035;石家庄鹏海制药股份有限公司,河北石家庄 050600;石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035;石家庄学院化工学院,河北石家庄 050035【正文语种】中文【中图分类】O434.30 引言葡萄糖(C6H6O6)是自然界分布最广且最为重要的一种单糖[1-4].葡萄糖在运动医学领域具有重要地位,是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物[5].葡萄糖的热稳定性是科研工作者非常关心的性质,但常规的分析仪器很难研究不同温度下葡萄糖的结构变化.而变温红外光谱技术则可以很好地解决以上问题.变温红外光谱技术广泛应用于有机物热稳定研究工作[6,7],特别是高分子纺织材料的热稳定性研究方面,本课题组在这一方面进行了大量基础性研究[8-10],但葡萄糖的变温红外光谱却未见相关文献报道.因此本研究采用变温红外光谱技术(包括:变温一维红外光谱和变温二阶导数红外光谱)开展了葡萄糖的热稳定性研究,为葡萄糖的使用提供了有益的科学借鉴.1 实验部分1.1 材料葡萄糖(分析纯,天津市永大化学试剂有限公司).1.2 仪器Spectrum 100型红外光谱仪(美国 PE公司);Golden Gate型单反射变温附件(英国Specac公司),WEST 6100+型变温控件(英国Specac公司).1.3 方法1.3.1 红外光谱仪操作条件红外光谱以空气为背景,测温范围293~393 K.1.3.2 红外光谱数据获得红外光谱(包括:一维及二阶导数红外光谱)的数据获得采用Spectrum v 6.3.5软件.2 分析与讨论2.1 葡萄糖变温红外光谱研究在4 000~600 cm-1频率范围内开展了葡萄糖的变温红外光谱研究[11,12].实验发现,葡萄糖官能团的红外吸收频率主要集中在 3 600~3 000,3 000~2 850,1 800~1 700,1 500~1 300,1 300~1 100,1 100~900,900~600 cm-1等7个频率区间,以下分别在这7个频率区间内开展了葡萄糖变温红外光谱的研究,包括:变温一维红外光谱和变温二阶导数红外光谱的研究.2.1.1 3 600~3 000 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究首先开展了3 600~3 000 cm-1频率范围内葡萄糖变温一维红外光谱的研究,见图1(a).实验在此频率范围内(293 K)发现了一个很大的包峰,主要归属于葡萄糖OH伸缩振动模式(νOH-glucose),随着测定温度的升高,葡萄糖νOH 对应的红外吸收强度显著增加.进一步研究了葡萄糖变温二阶导数红外光谱,见图1(b),其谱图分辨能力有了很大的提高,其中3 442 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖中含有结晶水的红外吸收模式(νHOH-glucose),而3 386 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖羟基伸缩振动模式(νOH-1-glucose).而随着测定温度的升高,葡萄糖νHOH-glucose和νOH-1-glucose对应的红外吸收峰消失.实验分别在3 411 cm-1(393 K;νOH-1-anhydrous glucose)和3 402 cm-1(393 K;νOH-2-anhydrous glucose)频率处发现了两个新的红外吸收峰归属于νOH.这主要是因为测定温度的升高,导致葡萄糖中结晶水消失,因此νHOH对应的红外吸收峰消失,而葡萄糖分子间原有的氢键连接模式发生改变,因此νOH对应的红外吸收频率发生改变.图1 葡萄糖变温红外光谱(3 600~3 000 cm-1)2.1.2 3 000~2 850 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究在3 000~2 850 cm-1频率范围开展了葡萄糖变温一维红外光谱的研究,见图2(a).其中2 937 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖CH2不对称伸缩振动模式(νasCH2-glucose),2 903 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖CH伸缩振动模式(νCH-glucose).随着测定温度的升高,实验在2 943 cm-1和2 913 cm-1频率处发现了两个新的红外吸收峰,这主要是因为随着测定温度的升高,葡萄糖进一步脱去了结晶水,其中2 943 cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖CH2不对称伸缩振动模式(νasCH2-anhydrous glucose),2 913 cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖CH伸缩振动模式(νCH-anhydrous glucose),相应的变温二阶导数红外光谱则得到了同样的红外光谱信息,见图2(b).2.1.3 1 800~1 700 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究在1 800~1 700 cm-1频率范围开展了葡萄糖变温一维红外光谱的研究,见图3(a),没有得到有价值的红外光谱信息.而相应的变温二阶导数红外光谱的分辨能力要优于相应的变温一维红外光谱,见图3(b).其中在393 K的条件下,在1 776 cm-1(νC=O-1-gluconic acid),1 752 cm-1(νC=O-2-gluconic acid)和1 736 cm-1(νC=O-3-gluconic acid)频率处发现了3个红外吸收峰,主要归属于不同相态下葡萄糖酸C=O的伸缩振动模式(νC=O-gluconic acid),这主要是因为温度的升高,葡萄糖脱水并进一步氧化为葡萄糖酸.显然葡萄糖热稳定性较差,过高的温度会加速葡萄糖的氧化反应.图2 葡萄糖变温红外光谱(3 000~2 850 cm-1)图3 葡萄糖变温红外光谱(1 800~1 700 cm-1)2.1.4 1 500~1 300 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究在1 500~1 300 cm-1频率范围内,开展了葡萄糖变温红外光谱的研究,见图4.研究发现,葡萄糖的变温二阶导数红外光谱的分辨能力要优于相应的变温一维红外光谱.其中1 423 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰主要归属于葡萄糖CH2弯曲振动模式(δCH2-glucose);1 374 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰主要归属于葡萄糖OCH弯曲振动模式(δOCH-glucose);1 331 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰主要归属于葡萄糖CCH弯曲振动模式(δCCH-glucose);而1 315 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰主要归属于葡萄糖COH弯曲振动模式(δCOH-glucose);而随着测定温度的升高,在1 424,1 379,1 370,1 338,1 329 cm-1频率处发现了5个新的红外吸收峰.其中1 424 cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰主要归属于无水葡萄糖CH2弯曲振动模式(δCH2-anhydrousglucose);1 379 cm-1和1 370 cm-1频率处(393 K)的裂分双峰主要归属于无水葡萄糖OCH弯曲振动模式(δOCH-anhydrousglucose);1 338 cm-1和1 329 cm-1频率处(393 K)的裂分双峰主要归属于无水葡萄糖CCH弯曲振动模式(δCCH-anhydrousglucose).研究发现,1 500~1 300 cm-1频率范围内,333 K同样是个临界温度,当测试温度高于333 K时,葡萄糖的特征红外吸收峰频率、峰型及强度均发生了明显的改变.2.1.5 1 300~1 100 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究在1 300~1 100 cm-1频率范围内,开展了葡萄糖变温红外光谱的研究(图5).研究发现葡萄糖的变温二阶导数红外光谱的分辨能力同样要优于相应的变温一维红外光谱.其中1 249 cm-1(δO-C-H-1-glucose)、1 233 cm-1(δO-C-H-2-glucose)、1 209cm-1(δO—C—H-3-glucose)频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖O—C—H变型振动模式(δO—C—H-glucose);1 155 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖环上 C—O 伸缩振动模式(νC—O-glucose);而1 109 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖COH 中C—O的伸缩振动模式(νC—O—COH-glucose).随着测定温度的升高,葡萄糖在1 222,1 201,1 142,1 107 cm-1频率处出现了4个新的红外吸收峰.其中1 222 cm-1(δO—C—H-1-anhydrousglucose)和1 201 cm-1(δO—C—H-2-anhydrousglucose)频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖O—C—H变形振动模式(δO—C—H-anhydrousglucose);1 142 cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖糖环上 C—O 伸缩振动模式(νC—O-anhydrousglucose);而1 107 cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖COH中C—O的伸缩振动模式(νC—O—COH-anhydrous glucose). 图4 葡萄糖变温红外光谱(1 500~1 300 cm-1)图5 葡萄糖变温红外光谱(1 300~1 100 cm-1)2.1.6 1 100~900 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究在1 100~900 cm-1频率范围内,开展了葡萄糖变温红外光谱的研究(图6).其中,葡萄糖变温二阶导数红外光谱的分辨能力要优于相应的变温一维红外光谱.其中1 093 cm-1(δC—C—Hand O-C-H-1-glucose)、1 071 cm-1(δC-C-Hand O—C—H-2-glucose)、1 047 cm-1(δC—C—Hand O—C—H-3-glucose)频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖C—C—H和 O—C—H 联合作用的变角振动模式(δC—C—Hand O—C—H-glucose);1 010 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖C—O—H变形振动模式(δC—O—H-glucose);而915 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖不对称环振动模式(νas-glucose-bone). 随着测定温度的升高,在 1 100,1 076,1 046,1 012,914 cm-1频率处发现了 5 个新的红外吸收峰,其中1 100 cm-1(δC—C—H and O—C—H-1-anhydrousglucos)、1 076 cm-1(δC—C—H and O—C—H-2-anhydrous glucos)、1 046 cm-1(δC—C—H and O—C—H-3-anhydrousglucos)频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖 C—C—H 和 O—C—H 联合作用的变角振动模式(δC—C—Hand O—C—H-anhydrousgluco)s;1 012 cm-1频率处(393K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖C—O—H变形振动模式(δC—O—H-anhydrousgluco)s;而914cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖不对称环振动模式(νas-anhydrous glucos-bon)e.图6 葡萄糖变温红外光谱(1 100~900 cm-1)2.1.7 900~600 cm-1频率范围内葡萄糖变温红外光谱研究在900~600 cm-1频率范围内,开展了葡萄糖变温红外光谱的研究(图7),其中851 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖α-端基异构的O—C—H变角振动模式(δO—C—H-glucose);770 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖环的对称伸缩振动模式(νs-glucose-bone);715 cm-1频率处(293 K)的红外吸收峰归属于葡萄糖νC—C和νC—O联合作用模式(νC—Cand C—O-glucose). 随着测定温度的升高,在 837 cm-1和 773 cm-1频率处发现了两个新的红外吸收峰,其中837 cm-1频率处的(393 K)红外吸收峰归属于无水葡萄糖α-端基异构的O—C—H变角振动模式(δO—C—H-anhydrousglucose);773 cm-1频率处(393 K)的红外吸收峰归属于无水葡萄糖糖环的对称伸缩振动模式(νs-anhydrousglucose-bone).进一步研究了葡萄糖变温二阶导数红外光谱,见图7(b),得到了同样的红外光谱信息.图7 葡萄糖变温红外光谱(900~600 cm-1)2.2 葡萄糖热变机理由于葡萄糖变温二阶导数红外光谱的分辨能力要优于相应的变温一维红外光谱,所以在293~393 K的温度范围内重点开展了葡萄糖变温二阶导数红外光谱的研究(表1),以进一步研究葡萄糖热变机理.由表1数据可知,在293~393 K的温度范围内,随着测定温度的升高,葡萄糖主要官能团对应的红外吸收峰频率、强度及峰形均发生了明显改变,而333 K是一个临界温度.这主要是因为,温度的升高使葡萄糖部分或完全失去结晶水,因此相应的外吸收峰频率、强度及峰型均发生了明显改变.此外,随着测定温度的升高,在1 800~1 700 cm-1的频率范围内,发现了νC=O对应的红外吸收峰.实验则进一步证明,随着测定温度的升高部分葡萄糖脱水生成无水葡萄糖,并进一步氧化为葡萄糖酸.表1 葡萄糖变温二阶导数红外光谱数据(293~393 K)注:“—”表示在该频率附近没有观察到明显的红外吸收峰.293 K波数/cm-1 归属 393 K波数/cm-1 归属3 442 νHOH-glucose 3 411 νOH-1-anhydrousglucose 3 386 νOH-1-glucose 3 402 νOH-2-anhydrousglucose 2 937 νasCH2-glucose 2 943νasCH2-anhydrousglucose 2 903 νCH-glucose 2 913 νCH-anhydrousglucose—1 776 νC=O-1-gluconic acid——1 752 νC=O-2-gluconic acid 1 736 νC=O-3-gluconic acid 1 423 δCH2-glucose 1 424δCH2-anhydrousglucose 1 374 δOCH-glucose 1 379 δOCH-1-anhydrousglucose—1 370 δOCH-2-anhydrousglucose 1 331 δCCH-glucose 1 338 δCCH-1-anhydrousglucose—1 329 δCCH-2-anhydrousglucose 1 315 δCOH-glucose —1 249 δO—C—H-1-glucose —1 233 δO—C—H-2-glucose 1 222 δO—C—H-1-anhydrousglucose 1 209 δO—C—H-3-glucose 1 201 δO—C—H-2-anhydrousglucose 1 155 νC—O-glucose 1 142 νC—O-anhydrousglucose 1 109 νC—O—COH-glucose 1 107 νC—O—COH-anhydrousglucose 1 093 δC—C—Hand O—C—H-1-glucose 1 100 δC—C—Hand O—C—H-1-anhydrousglucose 1 071 δC—C—Hand O—C—H-2-glucose 1 076 δC—C—Hand O—C—H-2-anhydrousglucose 1 047 δC—C—Hand O—C—H-3-glucose 1 046 δC—C—Hand O—C—H-3-anhydrousglucose 1 010 δC—O—H-glucose 1 012 δC—O—H-anhydrousglucose 915 νas-glucose-bone 914 νas-anhydrousglucose-bone 851 δO—C—H-glucose 837 δO—C—H-anhydrousglucose 770 νs-glucose-bone 773 νs-anhydrousglucose-bone 715 νC—Cand C—O-glucose —3 结论在293~393 K的测定温度范围内,开展了葡萄糖的变温红外光谱研究.实验发现,葡萄糖主要官能团包括:νHOH-glucose、νOH-1-glucose、νasCH2-glucose、νCH-glucose、δCH2-glucose、δOCH-glucose、δCCH-glucose、δCOH-glucose、δO-C-H-glucose、νC-O-glucose、νC-O-COH-glucose、δC-C-H and O-C-H-glucose、δC-O-H-glucose、νas-glucose-bone、δO-C-H-glucose、νs-glucose-bone、νC-Cand C-O-glucose等红外吸收模式.随着测定温度的升高,葡萄糖主要官能团对应的红外吸收峰频率、强度及峰形均发生了明显改变,而333 K是一个临界变化温度.参考文献:【相关文献】[1]REDDYSY,BRUICETC.Mechanismof Glucose Oxidation by Quinoprotein 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红外光谱实验报告一、实验原理:1、红外光谱法特点:由于许多化合物在红外区域产生特征光谱,因此红外光谱法广泛应用于这些物质的定性和定量分析,特别是对聚合物的定性分析,用其他化学和物理方法较为困难,而红外光谱法简便易行,特别适用于聚合物分析。
2、红外光谱的产生和表示红外光谱定义:分子吸收红外光引起的振动能级跃迁和转动能级跃迁而产生的吸收信号。
分子发生振动能级跃迁需要的能量对应光波的红外区域分类为:i.近红外区:10000-4000cm-1ⅱ.中红外区:4000-400cm-1——最为常用,大多数化合物的化键振动能级的跃迁发生在这一区域。
ⅲ.远红外区:400-10cm-1产生红外吸收光谱的必要条件:1)分子振动:只有在振动过程中产生偶极矩变化时才能吸收红外辐射。
ⅰ.双原子分子的振动:(一种振动方式)理想状态模型——把两个原子看做由弹簧连接的两个质点,用此来描述即伸缩振动;图1 双原子分子的振动模型ⅱ.多原子分子的振动:(简正振动,依据键长和键角变化分两大类)伸缩振动:对称伸缩振动反对称伸缩振动弯曲振动:面内弯曲:剪切式振动(变形振动)平面摇摆振动面外弯曲振动:扭曲振动非平面摇摆振动※同一种键型,不对称伸缩振动频率大于对称伸缩振动频率,伸缩振动频率大于弯曲振动频率。
※当振动频率和入射光的频率一致时,入射光就被吸收,因而同一基团基本上总是相对稳定地在某一特定范围内出现吸收峰。
ⅲ.分子振动频率:基频吸收(强吸收峰):基态到第一激发态所产生分子振动的振动频率。
倍频吸收(弱吸收峰):基态到第二激发态,比基频高一倍处弱吸收,振动频率约为基频两倍。
组频吸收(复合频吸收):多分子振动间相互作用,2个或2个以上基频的和或差。
※由于E振动>E转动,分子吸收红外光,从低的振动能级向高的振动能级跃迁时,必然伴随着转动能级的跃迁,因此红外光谱图是正负效应叠加,呈曲线而非直线ⅳ.分子振动自由度:基本振动的数目称为振动自由度。
化学实验报告——葡萄糖、果糖的
旋光度测定
旋光度测定是化学分析中常用的一种方法,是根据物质在光照射下会发生旋光现象来测定物质的浓度。
本实验为定量测定葡萄糖和果糖的旋光度,以此来判断葡萄糖和果糖的含量。
1. 首先,准备好葡萄糖和果糖的样品,用比色皿容器将样品放入比色皿中。
2. 用滴定液滴定样品,直至比色皿中样品被清晰地染色。
3. 将染色的比色皿容器放入旋光计中,使用旋光计进行旋光度测定。
4. 根据实验结果,计算出葡萄糖和果糖的旋光度,并根据旋光度计算出其中含量。
5. 结果分析:本次实验测定的葡萄糖和果糖的旋光度分别为xxx和xxx,根据此值可以计算出其中葡萄糖和果糖的含量分别为xxx和xxx。
实验二红外光谱法对果糖和葡萄糖的定性分析1 实验目的1.1 熟练掌握红外光谱仪的使用方法,知道怎么保护红外光谱仪。
1.2熟练掌握压片的技巧。
1.3学会用红外光谱仪判定未知物及其质组成与结构的方法。
2实验原理2.1 方法原理红外光的波长较大,能量较紫外光和可见光较小,当红外光照射到物质表面时,会引起分子的振动能级和转动能级的跃迁。
红外光谱所研究的是分子振动中伴有偶极距变化的化合物,当这些化合物吸收红外光后,分子将产生不同方式的振动,消耗光能。
红外可分近红外、中红外和远红外:近红外12820-4000 cm-1中红外4000-200 cm-1远红外200-33 cm-1为了研究某种物质的结构特征,采用红外光照射该物质,并测定该物质的吸光度,以透光度为纵坐标,波数为横坐标作图。
根据波谷对应的波数,查阅标准物质红外光图谱,确定待测物质的组成或者所包含的官能团及不饱和度等信息,从而确定待测物质的结构。
本实验中,当果糖和葡萄糖收到红外光谱照射,分子吸收某些频率的辐射,其分子振动和转动能及发生从基态到激发态的跃迁,使相应的透射光强度减弱。
以红外光的透射比对波数或波长作图,就可以得到果糖和葡萄糖的红外光谱图。
葡萄糖和果糖的炭式结构如图1所示,费歇尔式结构如图2所示:图1图22.2 仪器原理2.2. 1 傅立叶红外光谱仪傅立叶红外光谱仪的基本结构如图3所示。
图3傅立叶红外光谱仪工作原理示意图傅里叶红外光谱仪的工作原理如下:光源发出的红外光由迈克尔逊干涉仪分成两束相干光,相干光照射到样品上,含有样品信息的相干光到达检测器,由检测器将光信号转化为电信号,并将此电信号传递到指示系统——计算机中。
计算机将时间域信息通过傅立叶变换转化为频率域信息,最终得到透过率随波数变化的红外吸收光谱图。
(一)光源光源要求能发射出稳定、高强度连续波长的红外光,能斯特灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝这些是我们通常使用光源材料。
(二)干涉仪我们所用的干涉仪是迈克尔逊干涉仪,迈克尔逊干涉仪的作用是将复色光变为干涉光。
中红外干涉仪中的分束器主要由溴化钾材料制成;近红外干涉仪中的分束器一般以石英和CaF2为材料;远红外干涉仪中的分束器一般由Mylar膜和网格固体材料制成。
迈克尔逊干涉仪工作原理图如图4所示。
图4迈克尔逊干涉仪光路图迈克尔逊干涉仪是由固定不动的反射镜M1(定镜),可移动的反射镜M2(动镜)以及广分束器G1和G2组成。
M1和M2是互相垂直的平面反射镜,G1和G2以45°角置于M1和M2之间。
光线由光源S发出之后,入射在半透半反镜G1上,部分光线反射到平面镜M1,再经M1反射和G1透射,最后到达检测器,同时,另一部分光线经G1透射后,穿过G2到达M2,再经M2反射沿原路返回,最后被G1反射至检测器。
由于动镜的移动,使两束光产生了光程差。
当光程差为半波长的偶数倍时,发生相长干涉,产生明线;当光程差为半波长的奇数倍时,发生相消干涉,产生暗线。
当动镜连续移动,在检测器上记录的信号将连续变化。
(三)检测器红外光区的检测器一般有两种类型:热检测器和光导电检测器。
红外光谱仪中常用的热检测器有:热电偶;辐射热测量计,以及热电检测器等。
热电偶和辐射热测量计主要用于色散型分光光度计中,而热电检测器主要用于中红外傅立叶变换光谱仪中3仪器与试剂3.1 试剂与药品:3.1.1 溴化钾(分析纯)3.1.2 果糖(分析纯)、葡萄糖(分析纯)3.1.3 未知样品A、B、C(样品是葡萄糖或果糖或者是两者的混和物)3.1.4 无水乙醇3.2 仪器:3.2.1 玛瑙研钵、药匙、镊子、纸巾3.2.2 WS701型红外线快速干燥器(上海市吴淞五金厂)3.2.3 NEXUS 470-FTIR 傅立叶红外光谱仪(Thermo公司)3.2.4 AB135-S电子天平(METTLER TOLEDO公司)3.2.5 手压机(岛津公司)4 实验步骤4.1 实验前准备实验前首先开启烘干机,保持实验室内干燥,后则影响仪器的性能并且使样品沾有水分影响分析图谱。
在实验前将所需的药品:溴化钾、样品A、B、C,用研钵初步磨细、磨匀,然后放入烘箱,将模具、镊子、药匙和研钵等用沾有无水乙醇的纸巾擦拭干净(3.2.1)。
4.2 压片的制备以及图谱绘制4.2.1 KBr空白压片的制备用电子天平(3.2.4)称取200 mg左右初步磨好的溴化钾粉末,放入研钵中用力再次磨细、磨匀。
然后用药匙小心地将磨好的KBr粉末移入模具中,转移过程中应小心谨慎,防止粉末溅洒到模具周围,引起粉末的损失,导致压片不均匀。
将模具盖装好,旋转几圈,使KBr 粉末在模具中均匀分布。
随后将模具放入手压机(3.2.5),用约600 kgf/cm 2压力在液压机上压制2 min 左右。
取出模具,用镊子小心地将压好的KBr 薄片放在磁板上。
4.2.2 样品压片用电子天平称取约1 mg 样品(A 、B 、C 中任选一种),我们在实验中选择的是A 样品。
再取约200 mg 溴化钾粉末,将两者混合,用研钵研磨,其余操作步骤同上。
以上步骤每用完一次药品要及时放回干燥器内,保持药品的绝对干燥。
4.2.3 绘制红外图谱首先将装有KBr 薄片的磁板放入样品槽中,开启红外光谱仪,在计算机中设定好参数,仪器开始运行,最后在计算机中会显示出红外光谱图,作为空白。
将待测样品放入样品槽,重复以上步骤,计算机将自动扣除空白后的光谱图显示出来。
随后表示出每个明显吸收峰对应的波数,保存文件,完成图谱的绘制。
5 实验数据与结果我们实验中所得出的样品A 的光谱图以及葡萄糖(分析纯)和果糖(分析纯)的标准红外图谱分别如图5、图6和图7所示:551.78617.95707.46773.62812.54839.78859.24913.731022.701053.841104.431147.241221.191337.951415.781458.591633.732334.272361.512883.032910.272945.303404.545 10 15 20 25 30 35 40 4550 55 60 65%T r a n s m it t a n c e1000200030004000Wavenumbers (cm-1)图5 样品A 的红外光谱图6 葡萄糖的标准图谱551.78617.95707.46773.62812.54839.78859.24913.731022.701053.841104.431147.241221.191337.951415.781458.591633.732334.272361.512883.032910.272945.303404.545 10 15 20 25 30 35 40 4550 55 6065%T r a n s m i t t a n c e1000200030004000Wavenumbers (cm-1)图7 果糖的标准图谱看图3对比图4和图5可以知道,样品A 的图谱即不能和果糖的标准图谱很好的吻合,也不能和葡萄糖的标准图谱很好的温和,所以我判定样品A 为果糖和葡萄糖的混合物。
由上面三个图找出样品A 与葡萄糖和果糖的相似峰值,并列下表(表1)。
具体解析见表1。
样品A 果糖 葡萄糖 对比最大差值 3404.54 3412.32 7.78 2945.30 2945.30 0 2910.27 3.89 2883.03 0 2361.51 2914.16 2357.62 7.78 2334.27 2883.03 2342.05 7.78 1633.73 1641.51 7.78 1458.59 1458.59 0415.57520.65594.59621.84695.78777.51820.32863.14921.51979.891061.621143.351182.271240.651341.841411.891454.701641.512330.382353.732883.032937.513392.8610152025303540455055%T r a n s m i t t a n c e100020003000 4000 Wavenumbers (cm-1)1415.78 1411.89 3.891337.95 1341.84 3.891221.19 1225.08 3.891147.24 1143.35 3.891104.43 1112.22 7.781053.84 1061.62 1046.05 7.781022.70 1022.70 0913.73 921.57 917.62 7.78859.24 863.14 3.89839.78 839.78 0812.54 820.32 7.78773.62 777.51 777.51 3.89707.46 695.78 7.78617.95 617.95551.78 559.57 7.78表1葡萄糖标准图谱与样品C的红外图谱分析表格分析:由表格可知样品A明显吸收峰分别与葡萄糖和果糖的部分峰值较好的吻合,最大的差值也不超过8。
有些吸收峰有一定的差异可能是因为在压片和进样的过程中,固体压片吸附了空气中的水汽或二氧化碳等物质。
6 实验讨论6.1为什么用KBr作为空白及样品的稀释剂?答:因为KBr在4000~400 cm-1区域内无吸收;并且,它的折射率与大多数有机化合物的折射率很接近,因此可以减少因光散射而造成的能量损失,我们在实验中将固体颗粒研磨到其粒径比辐射波长还小也是为了减少散射率;否则,将有很大部分的辐射能量因散射而损失。
因此,应将样品研磨到其粒径为2 μm以下[1]。
6.2水对测定过程有哪些影响?答:水分在近红外谱区内有较强的吸收峰(约在1450 nm处),这是近红外定量分析的主要干扰因素[2]。
KBr有很强的吸水性,因此使用前必须对其进行干燥处理,并且在实验过程中应尽量缩短KBr暴露在空气中的时间。
6.3二氧化碳对实验是否有影响?为什么?答:有影响。
因为CO2虽然是对称分子,但是它还存在非对称伸缩振动,会有红外吸收,所以游离的CO2应该就有吸收,面内变形伸缩振动在617 cm-1附近;面外伸缩在2369 cm-1附近。
6.4为什么葡萄糖的标准谱图中没有羰基吸收峰?答:葡萄糖标准谱图和样品谱图中均没有出现明显的羰基吸收峰。
这是因为,实际上葡萄糖并不是以开链结构的形式存在的,而是以氧环结构的形式存在的。
葡萄糖δ- 碳上的羟基与醛基反应形成半缩醛,因而失去了羰基的结构特征。
7 参考文献[1] 石杰. 仪器分析. 郑州,郑州大学出版社,2003,95~96[2]严衍禄,赵龙莲,韩东海,杨曙明. 近红外光谱分析基础与应用. 北京:中国轻工业出版社,2005,130~136。