紫外实验
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紫外吸收光谱法操作条件的选择及苯酚含量的测定
一目的
1.掌握紫外吸收光谱的绘制,了解紫外吸收光谱进行化合物的鉴定的方法;
2.了解溶剂性质对吸收光谱的影响;
3.了解紫外-可见吸收分光光度计的结构及其使用;
4.掌握紫外吸收光谱定量分析的基本方法。
二原理
紫外吸收光谱是化合物分子进行电子能级跃迁时对电子波吸收程度的定量化描述,为有机化合物的定性及定量分析提供了有用信息。
利用紫外吸收光谱对有机化合物进行定性分析的方法是:将未知化合物的光谱与纯的已知化合物的光谱图进行比较,两者一致,可能在结构上它们存在相同的发色基团。
比较光谱图的方法是:未知试样和标准样品配制在相同的溶剂中,再分别测绘吸收光谱,比较两者吸收光谱的轮廓及最大吸收波长处的摩尔吸收系数是否一致;也可将未知试样的吸收光谱图与标准图谱,如萨特勒紫外光谱图相比较。
通过未知试样与标准样品的光谱图上这些吸收特征的比较,若它们完全相同,那末被鉴定物质与标准样品可能是同一种物质,再根据其它资料进行确证。
在没有紫外吸收峰的物质中,检查有高吸光系数的杂质是紫外吸收光谱的重要用途之一。
如环已烷杂质苯的检查,只需测定256nm处有无苯吸收峰即可。
因为在这一波长范围内,环已烷无吸收。
制作紫外吸收光谱图时,待测溶液性质,如溶剂性质、溶液pH值、温度等,对谱图吸收峰的波长、强度及形状可能产生影响。
如:极性溶剂有助于n→π*跃迁向短波长移动,而使π→π*跃迁向长波长移动。
定量分析是紫外吸收光谱的最主要用途之一,其定量基础是郎白—比尔定律,即吸光物质溶液的吸光度与其溶液的浓度及吸光光程的乘积成正比。
紫外吸收光谱定量分析的最基本方法为标准曲线法。
三仪器与试剂
仪器:紫外-可见分光光度计。
容量瓶若干。
试剂:苯酚、盐酸0.1M、氢氧化钠0.1M。
四实验步骤
5.测量溶液的配制
(1)苯酚标准溶液配制
准确移取3mg·mL-1的苯酚水溶液0.33、0.67、1.00、1.33和1.67mL于五个100mL容量瓶中,分别加水稀释至刻度(定容),所得溶液浓度分别为10、20、30、40、50μg·mL-1。
(2)不同酸碱性质的苯酚溶液的配制
A、30μg·mL-1苯酚的0.1mol·L-1NaOH水溶液
准确移取3mg·mL-1的苯酚水溶液1.00mL于100mL容量瓶中,加入1mol·L-1的NaOH溶液10mL,加水稀释至刻度(定容)。
B、30μg·mL-1苯酚的0.1mol·L-1HCl水溶液
准确移取3mg·mL-1的苯酚水溶液1.00mL于100mL容量瓶中,加入1mol·L-1的HCl溶液10mL,加水稀释至刻度(定容)。
6.紫外吸收光谱测定
用30μg·mL-1苯酚的水溶液,在220~340nm波长范围内,以水作参比溶液,扫描吸收光谱,读取最大吸收波长。
7.溶液性质对吸收光谱的影响
(1)酸性条件下苯酚的吸收光谱
用30μg·mL-1苯酚的0.1mol·L-1HCl水溶液,在220~340nm波长范围内,以水作参比溶液,扫描吸收光谱,读取最大吸收波长。
(2)碱性条件下苯酚的吸收光谱
用30μg·mL-1苯酚的0.1mol·L-1NaOH水溶液,在220~340nm波长范围内,以水作参比溶液,扫描吸收光谱,读取最大吸收波长。
8.苯酚样品的定量分析
设置仪器的测定波长为苯酚的最大吸收波长,以水作参比溶液,分别测定10、20、30、40、50μg·mL-1苯酚溶液和未知样品的吸光度;绘制标准曲线,计算样品溶液中苯酚的浓度。
二、数据及处理
(1)记录苯酚吸收光谱及实验条件。
确定最大吸收波长,最大吸收波长处A值,计算摩尔吸收系数。
(2)比较并解释酸性、中性和碱性条件下苯酚吸收光谱的变化。
(3)绘制苯酚的标准曲线,计算样品溶液中苯酚的浓度。