紫外光谱

实验编号 CA393012

实 验 指 导 书

实验项目： 红外光谱的测定

所属课程: 实验化学3-2

课程代码: CA393

面向专业: 化学

学院(系): 化学化工学院

实 验 室: 基础化学实验中心

代号: 11101

2007 年 2 月 18 日 - 2 - 一、 实验目的

1. 掌握红外光谱分析的基本原理。

2. 学习傅立叶红外光谱仪的工作原理及使用方法。

3. 对各种羰基在不同有机化合物中的红外吸收频率进行比较，说明取代效应和共轭效应所起的作用。

二、 实验内容

通过苯甲酸进行制样，然后进行红外光谱的扫描，并得到图谱。

三、 实验示意图

四、 实验用主要仪器设备、消耗品

仪器设备名称 规格 消耗品名称 规格

傅立叶红外光谱仪 苯甲酸

玛瑙研钵 - 3 - 压片机

计算机

五、 实验原理及原始计算数据、所应用的公式

分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。

红外吸收光谱是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其振动或转动运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关系曲线，就得到红外光谱。

红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物（没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现）。因此，除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外，几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。多原子分子的红外光谱与其结构的关系，一般是通过实验手段获得。即通过比较大量已知化合物的红外光谱，从中总结出各种基团的吸收规律。

紫外光谱及其应用

紫外光谱是指物质在紫外光波段（200-400纳米）的光谱特征。紫外光谱仪可以测量物质在这一波段内吸收、散射和透射光线的强度变化，从而得到物质的紫外吸收谱。

紫外光谱在许多科学领域中有着广泛的应用，包括药学、化学、生物学、环境科学等。以下是紫外光谱的几个主要应用领域：

1. 分析化学：通过测量物质在紫外波段的吸收谱，可以确定物质的化学性质及其浓度。这种分析方法被广泛应用于药物分析、水质分析、食品分析等领域。

2. 生物化学：紫外光谱可以用于测量生物分子（如DNA、蛋白质）的浓度和纯度，从而帮助研究它们的结构和功能。此外，紫外光谱还可以用于蛋白质和核酸的定量分析和质谱分析。

3. 环境监测：紫外光谱被广泛用于环境监测和污染控制。通过测量大气和水体中特定物质的紫外吸收谱，可以判断污染物的种类和浓度，从而评估环境质量并采取相应的措施。

4. 药物研发：紫外光谱可以用于药物研发过程中的药物纯度检测、稳定性分析和质量控制。它还可以用于药物代谢动力学和生物利用度研究中的药物浓度测量。

5. 食品工业：紫外光谱可以用于食品质量控制和安全监测。通过检测食品中有害物质（如农药残留）的紫外吸收特征，可以判断食品的质量及其是否符合安全标准。

紫外光谱是一种重要的分析工具，可以帮助科学家和工程师研究分子结构、分析物质成分、评估环境质量和开发新药物等。

紫外-可见光谱剖析仪的长处：

1. 操纵简略便利,不须要庞杂的程序,可直接取待测样品置于比色皿中,并且能看待测液体或溶液进行直接测定,检测成本低.

2. 剖析速度快,一般样品可在1-2 min内完成,比较实用于现场剖析或快速剖析.

3. 检测进程中不损坏样品,可称为无损检测,并可对改样品进行多次反复测量试验且重现性好.

4. 检测规模广,根据物资分子对波长为200-760nm这一规模的电磁波的接收特征所树立起来的一种定性.定量和构造剖析办法.

5. 稳固性好,抗干扰才能强,易实如今线剖析及监测,合适于临盆进程和良好情况下的样品剖析.

6. 电子光谱的强度较大,敏锐度高,一般可达—g/ml重要用于微量剖析.

7. 精确度较高,浓度测量相对误差仅有1%阁下.

8. 分辩率高,在定量剖析上,不但可以进行单一组分的测定,并且还可以对多种混杂物同时进行测定.

9. 剖析成果的精确性是树立在化学剖析标样的基本上,是以剖析的成果真实靠得住.

紫外-可见光谱剖析仪的缺陷：

1. 紫外-可见光谱仪仅实用于微量剖析,对于高浓度（一般是指浓度>0.01mol/L）物资,物资的吸光度和浓度之间的关系产生偏离,是以朗伯比尔定律不实用. 2. 影响比尔定律偏离的身分较多,如非单色光,杂散光,噪声,化学身分等.且影响光学体系参数等外部或内部身分较多,误差难以很好的修改,对检测成果的精确度影响较大.

3. 不是原始办法,是一种间接测定物资浓度的方法,不克不及作为仲裁剖析办法,检测成果不克不及做为国度认证根据.

4. 受各企业产品相对垄断的身分,仪器购置和保护成本都比较高,性价比较低.

5. 须要大量代表性样品进行化学剖析建模,并树立响应化学体系庞杂,试验进程较为庞杂,工作量大,并且对于显色剂的选择难度较大,已知文献中并没有相干研讨.

6. 须要大量样品检测试验,且配制样品进程中轻易带来工资身分的误差,建模成本较高,测试成本较大.

紫外-可见光谱分析仪的优点：

1. 操作简单方便，不需要复杂的程序，可直接取待测样品置于比色皿中，并且能对待测液体或溶液进行直接测定，检测成本低。

2. 分析速度快，一般样品可在1-2 min内完成，比较适用于现场分析或快速分析。

3. 检测过程中不破坏样品，可称为无损检测，并可对改样品进行多次重复测量实验且重现性好。

4. 检测范围广，根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。

5. 稳定性好，抗干扰能力强，易实现在线分析及监测，适合于生产过程和恶劣环境下的样品分析。

6. 电子光谱的强度较大，灵敏度高，一般可达410—810g/ml主要用于微量分析。

7. 准确度较高，浓度测量相对误差仅有1%左右。

8. 分辨率高，在定量分析上，不仅可以进行单一组分的测定，而且还可以对多种混合物同时进行测定。

9. 分析结果的准确性是建立在化学分析标样的基础上，因此分析的结果真实可靠。

紫外-可见光谱分析仪的缺点：

1. 紫外-可见光谱仪仅适用于微量分析，对于高浓度（一般是指浓度>0.01mol/L）物质，物质的吸光度和浓度之间的关系发生偏离，因此朗伯比尔定律不适用。

2. 影响比尔定律偏离的因素较多，如非单色光，杂散光，噪声，化学因素等。且影响光学系统参数等外部或内部因素较多，误差难以很好的修正，对检测结果的准确度影响较大。

3. 不是原始方法，是一种间接测定物质浓度的方式，不能作为仲裁分析方法，检测结果不能做为国家认证依据。

4. 受各企业产品相对垄断的因素，仪器购买和维护成本都比较高，性价比较低。

5. 需要大量代表性样品进行化学分析建模，并建立相应化学体系复杂，实验过程较为复杂，工作量大，并且对于显色剂的选择难度较大，已知文献中并无相关研究。

6. 需要大量样品检测实验，且配制样品过程中容易带来人为因素的误差，建模成本较高，测试成本较大。