荧光分析法测定邻—羟基苯甲酸和间—羟基苯甲酸
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邻、间和对-羟基苯甲酸的荧光性质和定量分析实验目的1.学习荧光分析法的基本原理和操作2.了解化合物的荧光性质及其与结构的关系3.掌握荧光定量分析的方法实验原理邻-羟基苯甲酸(亦称水杨酸)、间-羟基苯甲酸和对-羟基苯甲酸分子组成相同,均含一个能发射荧光的苯环,但因其取代基的位置不同而具不同的荧光性质。
在pH 12的碱性溶液中,二者在310nm附近紫外光的激发下均会发射荧光;在pH5.5的近中性溶液中,间-和对羟基苯甲酸荧光较弱,邻-羟基苯甲酸因分子内形成氢键增加分子刚性而有较强荧光,且其荧光强度与pH 12时相同。
利用此性质,可在pH 5.5时测定二者混合物中邻-羟基苯甲酸含量,间-羟基苯甲酸不干扰。
乙酰基水杨酸(阿司匹林)可以在碱性溶液中迅速水解,呈现水杨酸的荧光性质,因此可用荧光法进行定量分析。
仪器与试剂仪器:日立F4500型荧光分光光度计,其基本操作参见附录。
需设定的主要仪器参数有:带通(Bandpass)(或称狭缝)5 nm扫描速度(Scan speed) 适中灵敏度(纵坐标)10mL比色管、吸量管。
试剂:邻-羟基、间-羟基和对-羟基苯甲酸储备液:1 10-3mol/L (水溶液); HAc—NaAc缓冲溶液:47gNaAc和6g冰醋酸溶于水并稀释至1L,得pH 5.5的缓冲液;NaOH水溶液:0.01mol/L。
HCl水溶液:0.1mol/L硫酸奎宁溶液:5⨯10-5mol/L(0.1mol/L硫酸溶液)实验内容与步骤1.pH对荧光光谱的影响配制三种化合物的标准溶液浓度约为1⨯10-6mol/L,pH分别为1.0,5.5和12的溶液,扫描荧光光谱。
测定荧光激发光谱和发射光谱:先固定发射波长为400nm,在250~350nm 区间进行激发波长扫描,获得溶液的激发光谱和荧光最大激发波长;再固定激发波长,在350~500nm区间进行发射波长扫描,获得溶液的发射光谱和荧光最大发射波长。
此时,在激发光谱最大激发波长处和发射光谱最大发射波长处的荧光强度应基本相同。
荧光分析测定邻、间-羟基苯甲酸混合物中的⼆组分析含量荧光分析测定邻、间-羟基苯甲酸混合物中的⼆组分析含量⼀,⽬标要求1.学习荧光分析法的基本理论和操作;2.⽤荧光分析法进⾏多组分含量的测定。
⼆,原理某些具有∏-∏电⼦共轭体系的分⼦易吸收某⼀波段的紫外光⽽被激发,如该物质具有较⾼的荧光效率,则会以荧光的形式释放出吸收的⼀部分能量⽽回到基态。
建⽴在发⽣荧光现象基础上的分析⽅法,称为荧光分析法,⽽常把被测物称为荧光物物质。
在稀溶液中,荧光强度I t 与⼊射光的强度I o 、荧光量⼦效率ψf 以及荧光物质的浓度c 等有关,可表⽰为If=K ψf I o εbc 。
式中K 为⽐例常数,与仪器性能有关,ε为摩尔吸光系数,b 为液层厚度。
由此可见,当仪器的参数固定后,以最⼤激发波长的光为⼊射光,测定最⼤发射波长光的强度时,荧光强度 If 与荧光物质的浓度c 成正⽐。
在中性⽔溶液中,邻-羟基苯甲酸(⽔杨酸)⽣成分⼦内氢键()增加分⼦的刚性⽽有较强荧光,⽽间-羟基苯甲酸则⽆荧光。
在PH 的碱性溶液中,⼆者在310nm 附近的紫外光照射下则均会发⽣荧光,且邻-羟基苯甲酸的荧光强度与基在PH5.5时相同。
因此,在PH5.5时可测定⽔杨酸的含量,间-羟基苯甲酸不⼲扰。
另取同量试样溶液调PH 到12,从测得的荧光强度中扣除⽔杨酸产⽣的荧光即可求出间-羟基苯甲酸的含量。
在0~12ug/ml 范围内荧光强度与⼆组分浓度均呈线性关系。
对-羟基苯甲酸在此条件下⽆荧光,因⽽不⼲扰测定。
PH5.5时⽔杨酸溶液的光谱⽰图三,仪器及试剂WGY-10型荧光分光光度计(天津)容量瓶(25 ml )分度吸量管5 ml 2 ml邻-羟基苯甲酸溶液:称取⽔杨酸0.1500g 溶解并定容于1L 容量瓶中。
间-羟基苯甲酸标准:称取间—羟基苯甲酸0.1500g 溶解并定容于1L 容量瓶中。
醋酸-醋酸钠缓冲溶液:称取47g NaAc 和6g 醋酸配成1LPH5.5的缓冲溶液。
荧光分析法测定雪碧防腐剂苯甲酸的含量星夜钢琴手小豆2011年12月23日一、实验目的1.掌握荧光分析法的基本原理;2.掌握荧光光谱仪的使用方法;3.学习如何建立一个分析方法;4.测定雪碧中苯甲酸的含量。
二、实验原理荧光是光致发光。
当物质的分子吸收光以后,从基态跃迁到激发态,为激发态分子,这一过程经历的时间约为10-15s。
处于激发态的分子不稳定,它可能通过辐射跃迁和非辐射跃迁的衰变过程返回基态,也可能经由分子间的作用过程而失活。
辐射跃迁伴随着光子的发射,即产生荧光;非辐射跃迁的衰变过程包括振动松弛(VR)、内转化(ic)和系间窜越(isc),这些衰变过程导致激发能转化为热传递给介质。
激发态的分子在10-12~10-14s后通过非辐射去活,回到第一电子激发态的最低振动能级,再以发射辐射的形式去活,跃迁回至基态的各个振动能级则发出荧光,如图1所示。
图1 分子发光示意图有芳环或具有多个共轭双键体系的有机化合物易产生荧光,具有刚性平面结构的有机物分子易产生荧光。
大多数无机盐金属离子不产生荧光,而一些金属螯合物能产生很强的荧光。
取代基的性质,溶剂的极性,体系的pH和温度,都会影响荧光体的荧光特性或荧光强度。
溶液的荧光强度与该溶液对光吸收的程度以及溶液中荧光物质的荧光效率以及浓度有关。
如下式:F=2.303ΦI0εbc式中F为荧光强度,2.303为ln2,Φ为荧光量子产率(发射的光子数与吸收的光子数之比),I0为激发光强度,ε为摩尔吸光系数,b为光程长度,c为荧光物质浓度。
当入射光强度一定时,荧光强度与荧光物质浓度成正比,即F=Kc。
上式只有在c较小时才使用,即低浓度时,荧光强度F与溶液荧光物质的浓度c成正比例关系,因为当浓度较大时(εbc≥0.05),推导公式时幂级数中的二次项甚至三次项就不能忽略了。
随着浓度进一步增大,还会出现荧光强度随着浓度的增加反而降低的现象,这是因为内滤效应、自猝灭等因素造成的[2]。
实验一:1.吸光系数是物质的物理常数之一,是理论值还是经验值?吸光系数在什么条件下才为一个普适常数?要使用吸光系数作为测定依据,需要哪些实验条件?答:是经验值,因为吸光系数是由物质的特性决定的,在特定的波长、温度和溶液条件下的确定值,难以进行理论上的计算,但可以经验测定利用吸光度的可加和性帮助测定物质含量。
1)在待测物质一定的浓度范围内(一般较稀)和温度范围内以及适合的波长照射下,该物质吸光系数可作为普适常数。
2)如果是定性检验,在足够宽的紫外波长范围,恒定试验温度,且溶液浓度不能太大的条件下观察吸收强度即可。
如果是定量实验,要求待测物种类和其已知,在适宜的浓度和温度范围,且照射波长对应的吸光系数已知,排除该波段干扰物质的条件下。
2.比色皿的透光度和厚度不可能绝对相同,试考虑在什么情况下必须校正?什么情况下可忽略不计?答:当待测溶液的检测波长会被比色皿材料相对强地吸收时,由于比色皿的透光度和厚度不同,则必须想办法校正这一误差。
当检测波长几乎不被比色皿所吸收时,则可忽略不计。
3.试比较用标准曲线法及吸收系数法定量的优缺点。
答:标准曲线法优点为:绘制好标准工作曲线以后,测定简单快捷,可直接从标准工作曲线上读出含量,适合同一批大量样品的分析。
同时也较为准确。
缺点为:每次测定都要重新绘制标准曲线,为了提高曲线精密度必须大量准确配置标准溶液。
准备工作比较耗时。
吸收系数法优点为:可以直接由样品的吸光度计算样品的量,方便快捷。
缺点为:不能很好保证在线性范围内使用已知吸光系数,易受检测条件的不同影响造成误差。
实验二1.导数分光光度法中,两组分同时测定时,如何选择择定波长λ1,λ2?答:在可见-紫外的光谱范围,分别对于两个组分的标准试样进行扫描,将两个扫描结果吸光度图谱重叠比较,选出两个吸收峰线的交点或其旁边的点,要求使其对两个组分的吸光度都比较大。
此两点对应的波长即为测定波长λ1,λ2。
2.导数光谱条件(光谱带通、扫描速度、步长)的改变,对导数光谱是否产生影响?试加以说明。
仪器分析实验课程简介仪器分析实验是面向化学学院、元培学院、环境科学与工程学院本科生开设的化学专业主干基础课。
它是与仪器分析理论课配套开设的实验课程,目的是使学生掌握各种分析仪器的基本原理、基本仪器组成和基本应用。
分析化学是研究物质的组成和结构的学科,也是研究分析方法的学科。
它的特点不是直接提供和合成新型的材料或化合物,而是提供与这些新材料、新化合物的化学成分和结构相关的信息,研究获取这些信息的最优方法和策略。
从本质上来说,分析化学在人们认识物质世界的时候,回答了两个最基本的问题:"是什么"和"有多少",即定性和定量分析。
根据分析化学的发展进程,分析化学分为化学分析和仪器分析。
仪器分析是通过使用仪器测量物质的某些物理和物理化学性质的参数来进行定性和定量分析的方法。
它是建立在化学、物理学、数学、电子学和计算机科学技术之上的一门交叉性学科。
仪器分析的特点是适用于结构、价态、状态分析,微区和薄层分析,微量及超痕量分析等。
而且它还不断随着科学技术的进步和人们认知的需要而进一步发展。
仪器分析实验根据理论课的授课内容和需要,开设了各种仪器分析方法的实验,包括原子和分子光谱、核磁共振波谱、色谱和毛细管电泳、电分析化学、质谱和气相色谱-质谱联用,目的是帮助学生理解仪器分析方法的基本原理,掌握各种方法的特点,熟悉具体仪器的基本组成,了解方法和仪器的最新发展,掌握各种方法的应用范围。
使学生经过仪器分析实验和前期定量化学分析实验的训练,建立正确的量的概念,知道什么条件下用化学分析,什么条件下用仪器分析。
并且掌握要想获得样品哪方面的信息,知道该选择什么方法。
∙课程编号:01034400∙学时: 60∙学分:2∙授课对象: 大二下学期本科生∙开课时间:春季∙先修课程:高等数学,普通化学理论课和实验,有机化学理论课和实验,普通物理理论课和实验,定量分析理论课和实验∙主讲教师:李美仙、刘虎威∙教学团队:分析化学研究所的教师,化学学院的研究生。
邻、间和对-羟基苯甲酸的荧光性质和定量分析实验目的1.学习荧光分析法的基本原理和操作2.了解化合物的荧光性质及其与结构的关系3.掌握荧光定量分析的方法实验原理邻-羟基苯甲酸(亦称水杨酸)、间-羟基苯甲酸和对-羟基苯甲酸分子组成相同,均含一个能发射荧光的苯环,但因其取代基的位置不同而具不同的荧光性质。
在pH 12的碱性溶液中,二者在310nm附近紫外光的激发下均会发射荧光;在pH5.5的近中性溶液中,间-和对羟基苯甲酸荧光较弱,邻-羟基苯甲酸因分子内形成氢键增加分子刚性而有较强荧光,且其荧光强度与pH 12时相同。
利用此性质,可在pH 5.5时测定二者混合物中邻-羟基苯甲酸含量,间-羟基苯甲酸不干扰。
乙酰基水杨酸(阿司匹林)可以在碱性溶液中迅速水解,呈现水杨酸的荧光性质,因此可用荧光法进行定量分析。
仪器与试剂仪器:日立F4500型荧光分光光度计,其基本操作参见附录。
需设定的主要仪器参数有:带通(Bandpass)(或称狭缝)5 nm扫描速度(Scan speed) 适中灵敏度(纵坐标)10mL比色管、吸量管。
试剂:邻-羟基、间-羟基和对-羟基苯甲酸储备液:1 10-3mol/L (水溶液); HAc—NaAc缓冲溶液:47gNaAc和6g冰醋酸溶于水并稀释至1L,得pH 5.5的缓冲液;NaOH水溶液:0.01mol/L。
HCl水溶液:0.1mol/L硫酸奎宁溶液:5⨯10-5mol/L(0.1mol/L硫酸溶液)实验内容与步骤1.pH对荧光光谱的影响配制三种化合物的标准溶液浓度约为1⨯10-6mol/L,pH分别为1.0,5.5和12的溶液,扫描荧光光谱。
测定荧光激发光谱和发射光谱:先固定发射波长为400nm,在250~350nm 区间进行激发波长扫描,获得溶液的激发光谱和荧光最大激发波长;再固定激发波长,在350~500nm区间进行发射波长扫描,获得溶液的发射光谱和荧光最大发射波长。
此时,在激发光谱最大激发波长处和发射光谱最大发射波长处的荧光强度应基本相同。
荧光分析法测定药品中的羟基苯甲酸异构体含量一.实验目的1.学习荧光分析法的基本原理和操作;2.熟悉荧光分析法进行多组分含量的测定方法。
二.实验原理1、荧光分析法原理:当被测物质受到光照后,被测物分子吸收了具有特征频率的辐射能,分子从基态上升到激发态,分子在较高能级的激发态时,它可能处于激发态中各种振动状态的一种。
然而由于分子通过与溶剂分子、同类分子或其他分子的碰撞,而失去振动能级,降低至激发态时的最低振动能级,在此过程中并不发光。
但当分子从激发态的最低振动能级,即第一电子激发态的最低振动能级跃迁至基态的各个不同的振动能级时,则以光的形式辐射出能量,所辐射出的光既是荧光。
2、激发光谱和发射光谱:激发光谱:荧光是光致发光,因此必须选择合适的激发光波长,这可以从它们的激发光谱曲线来确定。
绘制激发光谱曲线时,选择荧光的最大发射波长为测量波长,改变激发光的波长,测量荧光强度的变化。
以激发波长为横坐标、荧光强度为纵坐标作图,即得到荧光化合物的激发光谱。
激发光谱的形状与吸收光谱的形状极为相似,经校正后的真实激发光谱与吸收关顾不仅形状相同,而且波长位置也一样。
这是因为物质分子吸收能量的过程就是激发过程。
发射光谱:发射光谱简称荧光光谱。
如果将激发光波长固定在最大激发波长处,然后扫描发射波长,测定不同发射波长处的荧光强度,即得到荧光光谱。
3、试验方法机理:邻- 羟基苯甲酸(亦称水杨酸)和间- 羟基苯甲酸分子组成相同,均含一个能发射荧光的苯环,但因其取代基的位置不同而具有不同的荧光性质。
在pH=12 的碱性溶液中,二者在310nm附近紫外光的激发下均会发射荧光;在pH=5.5的近中性溶液中,间-羟基苯甲酸不发荧光,邻-羟基苯甲酸因分子内形成氢键增加分子刚性而有较强荧光,且其荧光强度与pH=12时相同。
利用此性质,可在pH=5.5 时测定二者混合物中邻-羟基苯甲酸含量时,间-羟基苯甲酸不干扰。
另取同样量混合物溶液,测定pH=12 时的荧光强度,减去 pH=5.5时测得的邻-羟基苯甲酸的荧光强度,即可求出间-羟基苯甲酸的含量。