KBr压片法测定固体样品的红外光谱教学内容

实验一苯甲酸红外吸收光谱的测绘——KBr压片法制样【实验目的】1、学习用红外吸收光谱进行化合物的定性分析2、掌握用压片法制作固体试样晶片的方法3、熟悉红外光谱仪的工作原理及使用方法4、学习查阅萨特勒标准红外谱图的方法【实验原理】当一定频率（一定能量）的红外光照射分子时，如果分子某个基团的振动频率和红外辐射频率一致，二者就会产生共振。

此时，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光，产生振动跃迁，从而产生红外吸收光谱。

如果红外光的振动频率和分子中各基团的振动频率不一致，该部分红外光就不会被吸收。

用连续改变频率的红外光照射某试样，将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到试样的红外吸收光谱图。

由于振动能级的跃迁伴随有转动能级的跃迁，因此所得的红外光谱不是简单的吸收线，而是一个个吸收带。

对试样的红外吸收谱图进行解析，可以推断化合物的结构。

【实验仪器和试剂】1.TENSOR27型傅立叶变换红外光谱仪（德国Bruker公司）或5700智能型傅里叶变换红外光谱仪（美国Thermo Fisher公司）2.压片机及压片模具3.玛瑙研钵4.红外干燥灯5.苯甲酸（优级纯）6.溴化钾（优级纯）【实验条件】1.室内温度：18～20℃，相对湿度≦65%2.测定波数范围：4000～400cm-13.参比物：空气4.扫描：1min【实验步骤】1．开启空调和除湿机，使室内温度控制在18～20℃，相对湿度≦65%。

2．取1-2mg苯甲酸，加入100-200mg溴化钾粉末，在玛瑙研钵中充分磨细，使之混合均匀。

以上操作在红外灯下进行，以保持试样的干燥。

将研磨好的试样转移到干净的压片模具内，于压片机上在1×105～1.2×105MPa压力下维持10s以上，制成直径为13mm、厚度为1mm的透明薄片。

3．根据TENSOR27傅里叶红外光谱仪的操作步骤调节仪器，以空气为参比，测绘试样的红外吸收光谱图。

仪器分析实验指导书镇江市高等专科学校化工系2011.4实验一固体试样红外吸收光谱的测定——KBr晶体压片法制样一、实验目的1. 学习用红外吸收光谱进行化合物的定性分析；2. 掌握一般固体样品的制样方法及压片机的使用方法；3. 了解红外光谱仪的组成及工作原理；4. 掌握红外光谱仪的一般操作及保养方法；二、实验原理不同的样品状态（固体、液体、气体及粘稠样品）需要相应的制样方法。

制样方法的选择和制样技术的好坏直接影响谱带的频率、数目及强度。

本实验采用压片法。

将研细的样品粉末分散在固体介质（KBr）中，在研钵中研磨均匀后，用压片机压制成晶片后测定。

红外图谱上的信息（吸收峰的位置和强度）可以反映出分子各基团的振动频率和有关结构因素的相互影响，从而可以区分出由不同原子和不同化学键组成的物质。

在化合物分子中，具有相同化学键的原子基团，其基本振动频率吸收峰(简称基频峰)基本上出现在同一频率区域内，例如，CH3(CH2)5CH3、CH3(CH2)4C≡N 、CH3(CH2)6CH3和CH3(CH2)5CH=CH2等分子中都有-CH3，-CH2-基团，它们的伸缩振动基频峰都出现在同一频率区域内，即在＜3000cm-1波数附近，但又有所不同，这是因为同一类型原子基团，在不同化合物分子中所处的化学环境有所不同，使基频峰频率发生一定移动，例如-C＝O基团的伸缩振动基频峰频率一般出现在1850～1630cm-1范围内，当它位于酸酐中时，νC=O为1820-1750cm-1、在酯类中时，为1750-1725cm-1；在醛中时，为1740-1720cm-1；在酮类中时，为1725-17l0cm-l；在与苯环共轭时，如乙酸苯中νC=O为1695-1680cm-1，在酰胺中时，νC=O为1650cm-1等。

因此，掌握各种原子基团基频蜂的频率及其位移规律，就可应用红外吸收光谱来确定有机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。

实验七固体样品的红外光谱测试及分析一、实验目的：1、学习有机化合物红外光谱测定的制样方法。

2、学习红外光谱仪的操作技术。

3、了解傅立叶变换红外光谱仪的基本构造及工作原理。

二、实验原理红外光是一种波长介于可见光区和微波区之间的电磁波谱。

波长在0.78～300μm。

通常又把这个波段分成三个区域，即近红外区：波长在0.78～2.5μm （波数在12820～4000cm-1），又称泛频区；中红外区：波长在2.5～25μm（波数在4000～400cm-1），又称基频区；远红外区：波长在25～300μm（波数在400～33cm-1），又称转动区。

其中中红外区是研究、应用最多的区域。

红外区的光谱除用波长λ表征外，更常用波数（wave number）σ表征。

波数是波长的倒数，表示单位厘米波长内所含波的数目。

作为红外光谱的特点，首先是应用面广，提供信息多且具有特征性，故把红外光谱通称为"分子指纹"。

它最广泛的应用还在于对物质的化学组成进行分析。

用红外光谱法可以根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物的结构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。

其次，它不受样品相态的限制，无论是固态、液态以及气态都能直接测定，甚至对一些表面涂层和不溶、不熔融的弹性体（如橡胶）也可直接获得其光谱。

它也不受熔点、沸点和蒸气压的限制，样品用量少且可回收，是属于非破坏分析。

而作为红外光谱的测定工具-红外光谱仪，与其他近代分析仪器（如核磁共振波谱仪、质谱仪等）比较，构造简单，操作方便，价格便宜。

因此，它已成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具。

根据红外光谱与分子结构的关系，谱图中每一个特征吸收谱带都对应于某化合物的质点或基团振动的形式。

因此，特征吸收谱带的数目、位置、形状及强度取决于分子中各基团（化学键）的振动形式和所处的化学环境。

只要掌握了各种基团的振动频率（基团频率）及其位移规律，即可利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸收谱带的归属，确定分子中所含的基团或键，并进而由其特征振动频率的位移、谱带强度和形状的改变，来推定分子结构。

红外光谱kbr压片法红外光谱是一种常见的光谱技术，广泛应用于化学、材料、药学和生物学等领域。

其中，KBr压片法是常用的样品制备方法之一。

本文将介绍红外光谱KBr压片法的原理、步骤和应用，以及其优缺点等内容。

一、红外光谱KBr压片法的原理红外光谱是通过测量物质在红外辐射下吸收、散射和反射的光谱来研究物质结构和化学键的信息。

KBr压片法则是通过将样品与KBr混合，并通过高压制备成片状，以增强信号，并使样品更易于检测。

KBr（氯化钾）是一种无色的晶体，具有良好的透光性和化学稳定性。

KBr的红外吸收峰几乎没有重叠，而且在红外光谱范围内不会吸收，因此可以作为纯净的基线用于红外光谱分析。

KBr压片法是利用KBr和样品的均匀性来制备物质的红外光谱样品。

通过将KBr和样品以适当的比例混合，制备成均匀的混合物，并将其置于高压下压制成片状。

制成的KBr压片样品可在红外光谱仪上直接进行光谱测量。

二、红外光谱KBr压片法的步骤1.准备样品和KBr：准备待测样品和足够的KBr，样品和KBr的质量比应在1:100至1:10之间。

2.混合样品和KBr：将适量的样品与KBr仔细混合，确保样品均匀分散在KBr中。

3.制备KBr片：将混合物放入KBr片模具中，通常使用圆形或方形模具。

用力在混合物上施加压力，使其形成均匀的片状。

4.应用压力：将模具放入高压机中，在适当的压力下施压。

常用的压力范围为5至30吨。

5.压制片材：保持适当的压力和时间，通常为5至10分钟。

然后缓慢放松压力，取出压制好的KBr片。

6.测量红外光谱：将制备好的KBr片安装在红外光谱仪上，进行红外光谱测量。

三、红外光谱KBr压片法的应用红外光谱KBr压片法广泛应用于各种领域的样品分析和结构表征。

一些常见的应用包括：1.化学物质分析：KBr压片法可用于分析化学物质的红外光谱，以确定其化学结构和组成。

2.材料表征：KBr压片法可用于分析各种材料的红外光谱，如聚合物、金属、无机物和有机物等，以揭示其结构和功能。

红外光谱实验技术一.实验目的1.掌握固体和液体样品的常规制样方法2.了解傅里叶变换红外光谱仪的工作原理和使用方法3.了解ATR光谱附件的工作原理并掌握其使用方法二.实验内容1.固体样品的制备方法：压片法将固体样品与金属卤化物（KBr）按适当比例混合，于玛瑙研钵中快速研磨成极细的粉末(～2um)，然后用模具加压形成一个均匀透明（或半透明）的薄片。

2.液体样品的制备方法：液膜法取两片氯化钠晶体片，用酒精棉球擦拭，并于绒布上打磨抛光。

在一片氯化钠晶体上加1~2滴液体样品，盖上另一氯化钠晶片使成液膜。

对于粘度较大，流动性较差的液体样品，可以在单片氯化钠晶体片上涂制液膜。

3.衰减全反射红外光谱（ATR）的应用：衰减全反射（又称内反射光谱）简称ATR，常用的红外透光材料为KRS-5（TlBr和TlI的混晶，折射率为2.38）或为ZnSe(折射率为2.4)。

ATR 法主要用于固体、薄膜等表面或界面层的结构研究。

测试时，先将ATR附件置于红外光谱仪的光路中，扫描空气背景，然后将样品的待测表面紧贴于ATR附件的红外透光晶体面上，扫描得样品待测表面的红外光谱。

三.注意事项1 试样的浓度和测试厚度应选择适当定性分析：使最强峰的透光率在10-95％范围内。

定量分析：使分析谱峰的透光率在20-60％范围内。

2 试样中不应含有游离水水分的存在不仅会侵蚀吸收池的窗片，且水分在红外区有吸收，将使测得的光谱图变形。

3 试样应该是单一组分的纯物质多组分试样在测定前应尽量预先进行组分分离，否则各组分光谱相互重叠，将影响对谱图的正确解析。

4.保证试剂与样品均无污染保持取样勺的洁净，使用前后需清洁，以免污染；窗片使用前后需清洁抛光，以免腐蚀或污染。

四.思考题1.压片法制样时：（1）固体样品与KBr的适当比例是多少？是否所有固体样品适用同样的比例？为什么？（2）为何需将样品和KBr混合物研磨成粒度约为2μm的粉末？大于或小于2μm有无影响？为什么？（3）为何用KBr？能否用别的物质替代KBr？为什么？（4）为何用玛瑙研钵研磨？如何判断粉末粒度为2μm左右？如何压制均匀透明（或半透明）的薄片？（5）压片法的主要优点和缺点各是什么？压片法制样过程的影响因素有哪些？实验中应如何减少或避免其影响？２.液膜法制样时：（1）根据朗伯-比尔定律，液膜厚度影响样品的光谱吸收强度，如何调节液膜厚度，以使红外光谱图不失真？（2）对于低沸点的液体样品，如何制备液膜和调节膜厚？（3）对于高沸点而低粘度的液体，能否用单片氯化钠晶体制液膜？为什么？（4）对于含水的液体样品，如何测定其红外光谱？（5）氯化钠晶体的透光范围是多少？制液膜时还能用哪些晶体材料替代氯化钠？它们的透光范围分别是多少？3. ATR法使用时：（1）发生全反射的条件是什么？ATR附件中为何常用ZnSe或KRS-5晶体？还能用哪些材料？（2）为什么待测表面必须紧贴于ATR附件的红外透光晶体面上？未贴紧有何影响？（3）ZnSe和KRS-5晶体的透光范围分别是多少？对样品的光谱测定有无影响？（4）为什么ATR能测定纤维和纸张等的表面涂层或粘接剂等？基材（纤维和纸张）对表面层光谱测定有无影响？（5）为何与常规的红外光谱图相比，ATR法测得的红外光谱图中，往往高波数的吸收峰较弱，而低波数的吸收峰较强？。

红外分光光度计（药典红外光谱）操作规程
一、试剂
1．KBr（光谱纯）2、KCl（光谱纯）
二、仪器
1、红外分光光度计
2、玛瑙研钵
3、压片机
三、操作
1．压片法：取供试品约1mg，置玛瑙研钵中，加入干燥的溴化钾或氯化钾细粉约200mg，充分研磨均匀，移置于直径为13mm的压模中，使铺均匀，压模与真空泵相连，抽气约25分钟后，无明显颗粒。

对空气作为背景扫描完后，立即放供试片进行扫描，录制光谱图。

2．薄膜法：取固体供试品约5mg溶于挥发性溶剂中，涂于溴化钾空白片或其它适宜的盐片上，待溶剂挥发后，样品遗留于盐片上形成薄膜，录制光谱图。

四、注意事项：
1．除另有规定外，用作鉴别试验时应按卫生部药典委员会编定的《药品红外光谱集》名光谱所规定的制定的制备方法及具体操作技术进行制备并应与对照的图谱相一致。

2．为避免固体供试品压片时可能发生的离子交换现象，凡是盐酸盐的供试品应采用氯化钾压片。

3．供压片用的溴化钾如无光谱纯品，可用分析纯试剂重结晶，未精制前若无明显吸收，也可经干燥后直接使用。

4．具有多晶现象的固体药品，由于测定时晶型可能不同，致使录制的光谱图与《药典红外光谱集》所收载的光谱图一致，遇此情况，应按该药品光谱图中备注的方法进行预处理后，再录制比较
5用作晶型异构体限度检查或含量测定时，应按品种有关项下规定进行供试品制备和操作。

红外光谱测定有机化合物的结构红外光谱测定有机化合物的结构（KBr 压片法）一、实验目的1、学习用红外吸收光谱进行有机化合物的结构分析。

2、掌握KBr 压片法测定固体试样的方法。

3、熟悉傅里叶红外分光光度计的工作原理及其使用方法。

二、仪器与试剂1、仪器：iS5 傅里叶变换红外光谱仪（美国Thermo Fisher Nicolet）一台ID1Transmission 附件DF-4型压片机（天津港东）一台HF-12压片模具（天津港东）一套玛瑙研钵一个2、试剂：KBr （A.R. ）；乙酰胺（CH 3CONH 2）（A.R. ）三、Thermo Fisher Nicolet IS5傅里叶变换红外分光光度计的构造及工作原理光源：Ever-Glo 长寿命空冷光源干涉仪：VECTRA TM 磁浮式干涉仪检测器：DTGSTM四、实验原理具有红外活性的化合物分子中含有共价键，这些共价键在不停地进行着伸缩和弯曲振动，其振动频率由所含原子的质量和连接它们的化学键的种类决定。

分子的各种振动频率与红外光的频率在同一范围。

当某一振动频率恰好等于红外光的某一频率时，这一频率的红外光被分子吸收，结果分子振动的振动幅度随之增大。

由于分子获得的光能立即以热能形式失去，所以吸光的逆过程不存在。

这样就得到了红外光谱。

具有相同化学键的原子基团，其基本振动频率吸收峰（简称基频峰）基本上出现在同一频率区域内，但又有所不同，这是因为同一类型原子基团，在不同化合物分子中所处的化学环境有所不同，使基频峰频率发生一定移动。

因此，红外活性的化合物不同时，可产生不同的红外光谱，从而可用标准物对照或和标准图谱查对法来进行化合物的定性分析。

也可由试样的红外光谱图找出主要吸收峰的归属，即属于那种化学键的什么振动类型，从而确定化合物分子的结构单元，最终确定其结构。

五、实验内容1、KBr 压片法测定乙酰胺（1）纯KBr 晶片的制作取KBr150mg 左右，置于洁净的玛瑙研钵中，充分研细至颗粒粒度约2μm ，然后转移到压片模具上，放好各部件后，把呀片模具置压片机中央，并旋转压力丝杆手轮，压紧压模，顺时针旋转放油阀到底，上下移动压把，加压开始，当压力加到20MPa 时，停止加压，维持2min , 反时针旋转放油阀，加压解除，旋松压力丝杆手轮，取出压模，即可得到透明的KBr 晶片，放到试样架上，插到样槽的合适位置中，，用于仪器采集背景。

实验一 KBr压片法测定固体样品的红外光谱1. 实验目的1、掌握红外光谱分析法的基本原理。

2、掌握Nicolet5700智能傅立叶红外光谱仪的操作方法。

3、掌握用KBr压片法制备固体样品进行红外光谱测定的技术和方法。

4、了解基本且常用的KBr压片制样技术在红外光谱测定中的应用。

5、通过谱图解析及标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程。

2. 仪器及试剂1、仪器：美国热电公司 Nicolet5700智能傅立叶红外光谱仪；HY-12型手动液压式红外压片机及配套压片模具；磁性样品架；红外灯干燥器；玛瑙研钵。

2、试剂：苯甲酸样品（AR）；KBr（光谱纯）；无水丙酮；无水乙醇。

3. 实验原理图1 仪器的基本结构红外吸收光谱法是通过研究物质结构与红外吸收光谱间的关系，来对物质进行分析的，红外光谱可以用吸收峰谱带的位置和峰的强度加以表征。

测定未知物结构是红外光谱定性分析的一个重要用途。

根据实验所测绘的红外光谱图的吸收峰位置、强度和形状，利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸收带的归属，确认分子中所含的基团或键，并推断分子的结构，鉴定的步骤如下：(1)对样品做初步了解，如样品的纯度、外观、来源及元素分析结果，及物理性质(分子量、沸点、熔点)。

(2)确定未知物不饱和度，以推测化合物可能的结构；(3)图谱解析①首先在官能团区(4000～1300cm-1)搜寻官能团的特征伸缩振动；②再根据“指纹区”(1300～400cm-1)的吸收情况，进一步确认该基团的存在以及与其它基团的结合方式。

4. 实验步骤1、红外光谱仪的准备（1）打开红外光谱仪电源开关，待仪器稳定 30 分钟以上，方可测定；（2）打开电脑，选择win98系统，打开OMNIC E.S.P软件；在Collect菜单下的Experiment Set-up 中设置实验参数；（3）实验参数设置：分辨率 4 cm-1，扫描次数 32，扫描范围 4000-400 cm-1；纵坐标为Transmittance2、固体样品的制备（1）取干燥的苯甲酸试样约1mg于干净的玛瑙研钵中，在红外灯下研磨成细粉，再加入约150mg干燥且已研磨成细粉的KBr一起研磨至二者完全混合均匀，混合物粒度约为2μm以下（样品与KBr的比例为1:100~1:200）。

苯甲酸红外吸收光谱的测绘—KBr 晶体压片法制样一、实验目的1．学习用红外吸收光谱进行化合物的定性分析；2．掌握用压片法制作固体试样晶片的方法；3．熟悉红外分光光度计的工作原理及其使用方法。

二、实验原理在化合物分子中，具有相同化学键的原子基团，其基本振动频率吸收峰(简称基频峰)基本上出现在同一频率区域内，例如，CH 3(CH 2)5CH 3,CH 3(CH 2)4C ≡N 和CH 3(CH 2)5CH=CH 2等分子中都有—CH 3，—CH 2—基团，它们的伸缩振动基频峰与图11-1CH3(CH2)6CH3分子的红外吸收光谱中—CH 3，—CH 2—基团的伸缩振动基频峰都出现在同一频率区域内，即在<3000 cm -1波数附近，但又有所不同，这是因为同一类型原子基团，在不同化合物分子中所处的化学环境有所不同，使基频峰频率发生一定移动，例如C O 基团的伸缩振动基频率峰频率一般出现在1850~1860 cm -1范围内，当它位于酸酐中时， 为1820~1750 cm -1、在酯类中时，为1750~1725 cm -1；在醛中时，υC=O 为1740~1720 cm -1；在酮类中时，υC=O 为1725~1710 cm -1；在与苯环共轭时，如乙酰苯中υC=O 为1695~1680 cm -1，在酰胺中时，υC=O 为1650 cm -1等。

因此掌握各种原子基团基频峰的频率及其位移规律，就可应用红外吸收光谱来确定有机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。

由苯甲酸分子结构可知，分子中各原子基团的基频峰的频率在4000~650 cm -1范围内有：原子基团的基本振动形式基频峰的频率/cm-1 υ=C —H （Ar 上）3077，3012 υC=C （Ar 上）1600，1582，1495，1450 δC —H （Ar 上邻接五氯）715，690 υC=H （形成氢键二聚体）3000~2500（多重峰） δO —H 935υC=O1400δC—O—H（面内弯曲振动）1250本验用溴化钾晶体稀释苯甲酸标样和试样，研磨均匀后，分别压制成晶片，以纯溴化钾晶片作参比，在相同的实验条件下，本别测绘标样和试样的红外吸收光谱，然后从获得的两张图谱中，对照上述的各原子基团频率峰的频率及其吸收强度，若两张图谱一致，则可认为该试样是苯甲酸。