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溶剂对紫外吸收光谱的影响
发布时间：11-05-31来源：上海仁特检测仪器有限公司点击量：62008更多
有机化合物的分析与所采用的溶剂有密切关系。
不同溶剂对吸收峰波长和强度影响不同，尤其对波长影响较大。
溶剂对溶质紫外吸收光谱主要有以下几个方面：
1、不同极性的溶剂对溶质吸收峰位置的影响
影响的情况既与溶剂的介电常数有关又与溶质分子的电子跃迁性质有关。
溶剂的极性越强，由π-π*跃迁产生的谱带向长波方向移动越显著。
这是因为发生π-π*跃迁的分子激发态的极性总是大于基态，在极性溶剂作用下，激发态能量降低的程度大于基态，从而使实现基态到激发态跃迁嗦需能量变小，致使吸收带发生红移。
于此相反，所用溶剂的极性越强，则由n-π*跃迁产生的谱带向短波方向移动越明显，既蓝移越大。
发生n-π*跃迁分子都含有未成键n的电子，这些电子会与极性溶剂形成氢键，其作用强度是极性较强的基态大于极性较弱的激发态。
因而，基态能级比激发能级的能量下降幅度大，实现n-π*跃迁嗦需能量也相应增大，致使吸收谱带发生蓝移。
2、溶剂对溶质吸收峰强度和精细结构的影响
通常极性溶剂如水、醇、酯和酮会使由振动效应产生的光谱精细结构消失而出现一个宽峰。
例如，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，若希望得到有特征的精细结构，则应在溶解度允许的范围内选择极性较小的溶剂。
3、溶剂本身吸收带的影响
如果溶剂和溶质的吸收带有重叠，将妨碍溶质吸收带的观察。
选择溶剂的原则是溶剂所要测定的波段范围内无吸收或吸收极小。
有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂的影响
一．实验目的和要求
1．了解双光束紫外-可见分光光度计的仪器构造和使用。
2．学习紫外吸收光谱的绘制方法。
3．了解溶剂的性质对同一种物质的吸收光谱的影响。
二．实验原理
苯具有环状共轭体系，在紫外区有三个吸收谱带：E1带、E2带和B带，这些吸收带都是π→π*电子跃迁产生的。
当苯环上的氢被助色团取代后，苯的吸收光谱会发生变化：E2吸收带向长波方向移动，复杂的B吸收带变得简单化。
溶剂对紫外吸收光谱的吸收峰的波长、强度及形状都可能产生影响，这种现象被称为溶剂效应。
造成这种影响的原因是溶剂和溶质间形成氢键，也可能是由于溶剂的偶极作用使溶质的极性增强。
三．仪器与试剂
仪器：TU-1901双光束紫外-可见分光光度计，1 cm石英吸收池。
试剂：邻甲苯酚，HCl， NaOH，无水乙醇。
四．实验内容与步骤
1．溶剂性质对吸收光谱的影响
配制浓度为12.5 mg L-1的邻甲苯酚溶液，其溶剂分别为（a）无水乙醇；（b）0.1 mol L-1HCl；（c）0.1 mol L-1NaOH，
摇匀。
用1 cm石英吸收池，以相应的溶剂作参比，绘制各溶液在200－400 nm范围内的吸收光谱。
五．数据处理
1．记录各邻甲苯酚溶液的吸收光谱。
2．找出各邻甲苯酚溶液的吸收光谱的最大吸收波长，并与邻甲苯酚－无水乙醇溶液的吸收峰进行比较。
六．思考题
1．产生紫外光谱的电子跃迁有那些类型？2．影响紫外吸收光谱的因素有哪些？。
实验三：有机化合物的紫外-可见吸收光谱及溶剂效应一、实验目的1、了解紫外-可见分光光度法的原理及应用范围。
2、了解紫外-可见分光光度计的基本构造及设计原理。
3、了解苯及衍生物的紫外吸收光谱及鉴定方法。
4、观察溶剂对吸收光谱的影响。
二、实验原理紫外-可见分光光度法是光谱分析方法中吸光测定法的一部分。
1、紫外-可见吸收光谱的产生紫外可见吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。
这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。
分子内部的运动分为价电子运动、分子内原子在平衡位置附近的振动和分子绕其重心的转动。
因此分子具有电子能级、振动能级和转动能级。
通常电子能级间隔为1至20eV，这一能量恰落在紫外与可见光区。
每一个电子能级之间的跃迁，都伴随着分子的振动能级和转动能级的变化，因此，电子跃迁的吸收线就变成了内含有分子振动和转动精细结构的较宽的谱带。
芳香族化合物的紫外光谱的特点是具有由π→π*跃迁产生的3个特征吸收带。
例如，苯在184nm附近有一个强吸收带，ε=68000；在204nm处有一较弱的吸收带，ε=8800；在254nm附近有一个弱吸收带，ε=250。
当苯处在气态时，这个吸收带具有很好的精细结构。
当苯环上带有取代基时，则强烈地影响苯的3个特征吸收带。
2、紫外-可见光谱分析法的应用1）化学物质的结构分析；2）有机化合物分子量的测定；3）酸碱离解常数的测定；4）标准曲线法测定有机化合物的含量；5）络合物中配位体/金属比值的测定；6）有机化合物异构物的判别等。
3、紫外-可见分光光度计的基本构造三、实验仪器与试剂仪器：Cary500紫外-可见-近红外分光光度计比色管（带塞）：5mL10支，10mL3支；移液管：1mL6支，0.1mL2支试剂：苯、乙醇、环己烷、正己烷、氯仿、丁酮溶液：HCl(0.1mol•L-1)，NaOH(0.1 mol•L-1)，苯的环己烷溶液（1：250），甲苯的环己烷溶液（1：250），苯的环己烷溶液（0.3g•L-1），苯甲酸的环己烷溶液（0.8g •L-1），苯酚的水溶液（0.4 g•L-1）。
溶剂效应在紫外光谱中的应用1.引言1.1 概述概述溶剂效应是指在化学反应或物理过程中，溶剂对溶质的溶解和溶质对溶剂的影响所产生的效应。
在紫外光谱分析中，溶剂效应是指溶剂对物质在紫外光谱中的吸收行为所产生的影响。
溶剂效应在紫外光谱分析中具有重要的作用。
不同的溶剂会对物质的吸收峰位置、吸收强度和光谱形状等参数产生影响，从而对物质的结构和性质进行研究和分析。
溶剂效应的研究不仅可以帮助我们更深入地了解物质的光谱特性，还可以为溶液中溶质的分析提供重要的指导。
本文将首先介绍溶剂效应的概念和原理，包括溶剂分子与溶质分子相互作用的机制。
然后，我们将重点探讨溶剂效应在紫外光谱中的基本应用，包括不同溶剂对物质吸收峰位置的影响、溶剂效应对吸收强度的影响以及溶剂效应对光谱形状的影响等。
通过对溶剂效应在紫外光谱中的应用的研究，我们可以更加准确地识别和定量分析物质，尤其是在溶液中的物质。
同时，溶剂效应的研究也为我们提供了深入了解物质溶解过程和溶解行为的机制的途径。
本文的目的是系统地介绍溶剂效应在紫外光谱分析中的应用，希望能够为相关领域的研究者提供一定的参考和借鉴，推动溶剂效应在紫外光谱分析中的深入研究和应用。
在文章的后续部分，我们将详细阐述溶剂效应对紫外光谱的影响以及溶剂效应在紫外光谱分析中的应用前景。
1.2文章结构2.正文2.1 溶剂效应的概念和原理溶剂效应是指溶剂对溶质分子或离子的环境影响所导致的物理性质的变化。
溶剂效应在化学和物理学领域中具有广泛的应用，其中在光谱学中的应用尤为显著。
溶剂效应的产生是由于溶剂与溶质之间的相互作用力。
在溶液中，溶剂分子与溶质分子之间可以发生氢键、范德华力、静电作用等相互作用，这些相互作用能会对溶质的光谱特性产生影响。
2.2 溶剂效应在紫外光谱中的基本应用溶剂是紫外光谱分析中不可或缺的一个因素。
溶剂对溶质的光谱特性产生影响，主要是通过溶剂效应的方式实现的。
溶剂的选择和光谱的测量条件对于准确分析和解释光谱数据非常重要。
有机化合物的吸收光谱及溶剂的影响一、目的要求1．学习有机化合物结构与其吸收光谱之间的关系。
2．了解溶剂的性质对吸收光谱的影响。
3．学习紫外-可见分光光度计的使用方法。
三、原理1、紫外吸收光谱的产生紫外吸收光谱法是由于物质吸收了一定波长的紫外光引起分子中价电子能级跃迁而形成的一种分析方法。
不同物质分子中电子类型、分布和结构不同，紫外光谱就不同，因此紫外光谱可用于定性和结构分析。
有机分子中有几种不同性质的价电子：形成单键的σ电子、形成双键的π电子以及氧、氮等杂原子所含的未成键的n电子。
可能产生的主要电子跃迁以及所需能量大小持续如下：σ→σ*>n→σ*≥π→π*>n→π*其中，σ→σ*、n→σ*和孤立双键的π→π*跃迁所需能量较大，吸收带波长较短，一般出现在远紫外区（10~200 nm），在普通的紫外可见分光光度计的检测范围（200~1000 nm）之外。
共轭效应所形成的大π键各能级间距离较近，使π→π*跃迁能量下降，吸收带向长波方向移动到仪器检测范围内。
所以紫外吸收光谱研究的重点是共轭体系中π→π*和与双键相连接的杂原子（C=O、C=N、S=O等）上未成键的孤对电子的n→π*跃迁的结果。
紫外吸收光谱是带状光谱，吸收带的位置用吸收强度最大处的波长，即最大吸收波长（λmax）表示，吸收带的强度用该波长处的摩尔吸收系数（кmax）表示。
分子中有些吸收带已被指认，其中由共轭体系中π→π*产生的吸收带称为K带，其特点是吸收强度大，кmax在104 L•mol-1•cm-1左右，λ随着共轭体系中双键数增加而增大，在217~280 nm范max围内变化；n→π*产生的吸收带称为R带，是弱吸收带，кmax<100 L•mol-1•cm-1；在芳香族化合物中，环状共轭体系的π→π*产生E、E2和B三个1吸收带，其中E2和B带的吸收波长大于200 nm，能被仪器所检测。
2、溶剂对紫外吸收光谱的影响影响紫外吸收光谱的外因是指测定条件，如溶剂效应等。
实验九有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应
实验目的：
（1）学习有机化合物结构与其紫外光谱之间的关系；
（2）了解不同极性溶剂对有机化合物紫外吸收带位置、形状及强度的影响。
（3）学习紫外—可见分光光度计的使用方法
实验原理：
与紫外-可见吸收光谱有关的电子有三种，即形成单键的σ电子、形成双键的π电子以及未参与成键的n电子。
跃迁类型有：σ→σ*，n→σ* ，n→π*，π→π* 四种。
在以上几种跃迁中，只有π-π*和n-π*两种跃迁的能量小，相应波长出现在近紫外区甚至可见光区，且对光的吸收强烈，是我们研究的重点。
影响有机化合物紫外吸收光谱的因素有内因和外因两个方面。
内因是指有机物的结构，主要是共轭体系的电子结构。
随着共轭体系增大，吸收带向长波方向移动（称作红移），吸收强度增大。
紫外光谱中含有π键的不饱和基团称为生色团，如有C=C、C=O、NO2、苯环等。
含有生色团的化合物通常在紫外或可见光区域产生吸收带；含有杂原子的饱和基团称为助色团，如OH、NH2、OR、Cl等。
助色团本身在紫外及可见光区域不产生吸收带，但当其与生色团相连时，因形成n→π*共轭而使生色团的吸收带红移，吸收强度也有所增加。
影响有机化合物紫外吸收光谱的外因是指测定条件，如溶剂效应等。
所谓溶剂效应是指受溶剂的极性或酸碱性的影响，使溶质吸收峰的波长、强度以及形状发生不同程度的变化。
这是因为溶剂分子和溶质分子间可能形成氢键，或极性溶剂分子的偶极使溶质分子的极性增强，从而引起溶质分子能级的变化，使吸收带发生迁移。
例如异丙叉丙酮的溶剂的溶剂效应如表１所示。
随着溶剂极性的增加Ｋ带红移，而Ｒ带向短波方向移动（称作蓝移或紫移）。
这是因为在极性溶剂中π→π * 跃迁所需能量减小，吸收波长红移（向长波长方向移动）如图（a）所示；而n→π * 跃迁所需能量增大，吸收波长蓝移（向短波长方向移动），溶
剂效应示意图如（b）所示。
图1 电子跃迁类型
σ
π *
σ *
n
π∆
C*—C-△E n>△E p C=0 △E n>△E p
图２溶剂极性效应
(a)π→π * 跃迁(b)n→π * 跃迁
Ｂ吸收带，在不同极性溶剂中，其强度和形状均受到影响、在非极性溶剂正庚烷中，可清晰看到苯酚Ｂ吸收带的精细结构，但在极性溶剂乙醇中，苯酚Ｂ吸收带的精细结构消失，仅存在一个宽的吸收峰，而且其吸收强度也明显减弱。
在许多芳香烃化合物中均有此现象。
由于有机化合物在极性溶剂中存在溶剂效应，所以在记录紫外吸收光谱时，应注明所用的溶剂。
另外，由于溶剂本身在紫外光谱区也有其吸收波长范围，故在选用溶剂时，必须考虑它们的干扰。
表２列举某些溶剂的波长极限，测定波长范围应大于波长极限或用纯溶剂做空白，才不至于受到溶剂吸收的干扰。
本实验通过苯、苯酚、乙酰苯和异丙叉丙酮等在正庚烷、氯仿、甲醇和水等溶剂中紫外吸收光谱的绘测，观察分子结构以及溶剂效应对有机化合物紫外吸收光谱的影响。
表2 某些溶剂吸收波长极限
一、仪器
UV—2401，UV—2450型紫外分光光度计
二、试剂和试样
1．苯、苯酚、乙酰苯、异丙叉丙酮、正庚烷、正己烷、氯仿、甲醇等均为分析纯
2．纯水去离子水或蒸馏水
3．异丙叉丙酮的正己烷溶液、氯仿溶液、甲醇溶液，水溶液的配制取四只100mL容量瓶，各注入10μL的异丙叉丙酮，然后分别用正己烷、氯仿、甲醇和去离子水稀释到刻度，摇匀，得到约0.1mg/mL的异丙叉丙酮溶液。
另取四只100mL容量瓶各注入500μL的异丙叉丙酮配制相应的约５mg/mL的异丙叉丙酮溶液。
4．苯的正庚烷溶液和乙醇溶液（约0.1mg/mL）的配制取两只100mL容量瓶，各注入10μL苯，然后分别用正庚烷和乙醇稀释到刻度摇匀
5．苯酚的正庚烷溶液和乙醇的溶液（约0.1mg/mL）的配置配制方法同上
6．乙酰苯的正庚烷溶液和乙醇的溶液（约0.1mg/mL）的配置配制方法同上配制方法同上
三、实验条件
1．仪器UV—2401，UV—2450型紫外分光光度计
2、波长扫描范围400~190nm
3、带宽10nm
4、石英吸收池1cm
5、扫描速度200nm/cm
6、参比溶液使用被测溶液的相应溶剂
四、实验步骤
1．根据实验条件，将UV—2401，UV—2450型紫外分光光度计按仪器操作步骤进行调节（详见仪器操作说明书）。
2、测试各溶液的吸光度
五、数据及处理
1，记录实验条件
2，比较在同一种溶剂中苯，苯酚，乙酰苯的紫外吸收光谱，讨论有机物结构对紫外吸收光谱的影响。
3，比较非极性溶剂正庚烷和极性溶剂乙醇对苯、苯酚、乙酰苯的紫外吸收光谱中最大的吸收波长λＭax以及吸收峰形状的影响。
4，从异丙叉丙酮的四张紫外吸收光谱中确定其Ｋ带和Ｒ带最大吸收波长λＭax，并说明在不同极性溶剂中异丙叉丙酮吸收峰波长移动的情况。
思考题
１，当助色团或生色团与苯环相连时，紫外吸收光谱有那些变化？
２，在异丙叉丙酮紫外吸收光谱图上能有几个吸收峰？它们分别属于什么类型跃迁，如何区分它们？
３，举例说明极性溶剂对π→π*跃迁和n→π*跃迁的吸收峰产生如何影响
４，当被测试液浓度太大或太小时，对测量将产生怎样影响，应如何加以调节？
５，在本实验中是否可用去离子水来代替各溶剂作参比溶液，为什么？
思考题答案：
1，当助色团或生色团与苯环相连时，紫外吸收光谱有那些变化？
当助色团与苯环相连时:紫外吸收光谱中K红移，B红移，增色，但精细结构消失。
；当生色团与苯环相连时:紫外吸收光谱中K，B红移，有时B会被K带淹没。
2，在异丙叉丙酮紫外吸收光谱图上能有几个吸收峰？它们分别属于什么类型跃迁，如何区分它们？
在异丙叉丙酮紫外吸收光谱图上会有两个吸收峰。
羰基中的n→π*跃迁λmax在270～350nm 波长范围内有低强度吸收峰是羰基化合物(双键上有杂原子)的特征吸收带，称为R带。
二个键共轭时的π-π*跃迁，λmax在190～220nm波长范围内，称为K带。
3，举例说明极性溶剂对π→π*跃迁和n→π*跃迁的吸收峰产生如何影响
在极性溶剂中π→π*跃迁所需能量减小，而n→π*跃迁所需能量增大。
所以例如异丙叉丙酮随着溶剂极性的增加K带红移，而R带蓝移。
4，当被测试液浓度太大或太小时，对测量将产生怎样影响，应如何加以调节？
当被测试液浓度太大时，对吸收强度大的带会出现平头峰的现象，应降低溶液浓度；当被测试液浓度太小时，对吸收强度小的带会出现吸收峰很小的现象，应用高浓度溶液。
5，在本实验中是否可用去离子水来代替各溶剂作参比溶液，为什么？
不行，因为有的溶剂本身在紫外光谱区也有一定的吸收波长范围，参比溶液是为了使不受到溶剂吸收的干扰，所以测定时应该选用纯溶剂作空白。
