实验一 紫外-可见吸收光谱法
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实验 标准曲线法测定罗丹明B的含量
1. 实验目的
(1)了解紫外-可见分光光度计的结构及使用方法。
(2)掌握标准曲线法定量分析的技术,了解紫外可见光谱法进行纯组分定量分析的全过程。
(3)掌握不同浓度的配制和样品含量的计算。
2. 实验原理
在有机化合物分子中有形成单键的σ电子、有形成双键的π电子、有未成键的孤对n电子。当分子吸收一定能量的辐射能时,这些电子就会跃迁到较高的能级,此时电子所占的轨道称为反键轨道,而这种电子跃迁同内部的结构有密切的关系。 [3]
在紫外吸收光谱中,电子的跃迁有σ→σ*、n→σ*、π→π*和n→π*四种类型,
各种跃迁类型所需要的能量依下列次序减小: σ→σ*>n→σ*>π→π*>n→π*
跃迁类型
吸收带 λmax/nm 特征 典型基团 εmax
σ→σ* 远紫外区 150 远紫外区测定 C-C、C-H(在紫外光区观测不到)
n→σ* 端吸收 150 ~ 230 紫外区短波长端至远紫外区的强吸收 -OH、-NH₂ 、-X、-S
π→π* E1
带 < 190 芳香环的双键吸收 (-C=C-C=C-)n >200
K(E2) 带 < 217 共轭多烯、-C=C-C=O-等的吸收 >10,000
n→π* R
带 200~400 含CO,NO 2 等n电子基团的吸收 C=O、C=S、-N=O、-N=N-、C=N <100
由于一般紫外可见分光光度计只能提供190~850nm范围的单色光,因此,我们只能测量n→σ*的跃迁,n→π*跃迁和部分π→π*跃迁的吸收,而对只能产生200nm以下吸收的σ→σ*的跃迁则无法测量。
紫外吸收光谱是带状光谱,分子中存在一些吸收带已被确认,其中有K带、R带、B带、E1和 E2带等。
K带是二个或二个以上π键共轭时,π电子向π * 反键轨道跃迁的结果,可简单表示为π→π * 。
R带是与双键相连接的杂原子(例如C=O、C=N、S=O等)上未成键电子的孤对电子向π * 反键轨道跃迁的结果,可简单表示为 n→π * 。 E1 带和E2 带是苯环上三个双键共轭体系中的π电子向π*反键轨道跃迁的结果,可简单表示为 π→π * 。
----精品---- 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—810g/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。
----精品---- 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。
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源-于-网-络-收-集 实验一 紫外吸收光谱定性分析的应用
一、实验目的
1、 掌握紫外吸收光谱的测绘方法。
2、 学会利用吸收光谱进行未知物鉴定的方法。
3、 学会杂质检出的方法。
二、基本原理
紫外吸收光谱为有机化合物的定性分析提供了有用的信息。其方法是将未知试样和标准品以相同浓度配制在相同的溶剂中,在分别测绘吸收光谱,比较二者是否一致也可将未知试样的吸收光谱与标准图谱,如萨特勒紫外吸收光谱图相比较,如果吸收光谱完全相同,则一般可以认为两者是同一种化合物。但是,有机化合物在紫外区的吸收峰较少,有时会出现不同的结构,只要具有相同的生色团,它们的最大吸收波长max相同,然而其摩尔吸光系数或比吸光系数E%11cm值是有差别的。因此需利用max和max处的或E%11cm等数据作进一步比较。
在没有紫外吸收光谱峰的物质中检查含高吸光系数的杂质是紫外吸收光谱的重要用途之一。如乙醇中杂质苯的检查,只需测定256 nm处有无苯的吸收峰即可。因为在这一波段,主成分乙醇无吸收峰。
在测绘比较用的紫外吸收光谱图时,应首先对仪器的波长准确性进行检查和校正。还必须采用相同的溶剂,以排除溶剂的极性对吸收光谱的影响。同时还应注意PH值、温度等因素的影响。在实际应用时,应注意溶剂的纯度。
三、仪器与试剂
1、 仪器
T6型(或其他型号)紫外可见分光光度计
1㎝石英比色皿
2、 试剂
苯的乙醇溶液
1,4对苯二酚水溶液
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四、实验步骤
1、 已知芳香族化合物标准光谱的绘制
在一定的实验条件下,以相应的溶剂作参比,用1㎝石英比色皿,在一定的波长范围内扫描(或测绘)各已知标准物质的吸收光谱作为标准光谱。
如苯甲酸的乙醇溶液的和1,4对苯二酚水溶液的标准溶液的标准光谱的绘制。
(整理)紫外吸收光谱法
第8章 紫外吸收光谱法
紫外-可见分⼦吸收光谱法(ultraviolet-visible molecular absorption spectrometry,UV-VIS ),⼜称紫外-可见分光光度法
(ultraviolet-visible spectrophotometry )。它是研究分⼦吸收190~750nm 波长范围内的吸收光谱。紫外-可见吸收光谱主要
产⽣与分⼦价电⼦在电⼦能级间的跃迁,是研究物质电⼦光谱的分析⽅法。通过测定分⼦对紫外-可见光的吸收,可以⽤于鉴
定和定量测定⼤量的⽆机化合物和有机化合物。在化学和临床实验室所采⽤的定量分析技术中,紫外-可见分⼦吸收光谱法是
应⽤最⼴泛的⽅法之⼀。
§9-1 光吸收定律
⼀、朗伯-⽐尔定律
分⼦吸收光谱法是基于测定在光程长度为b (cm )的透明池中,溶液的透射⽐T 或吸光度A 进⾏定量分析。通常被分析物质
的浓度c 与吸光度A 呈线性关系,可⽤下式表⽰:
0lg t
I A abc I == (9-1) 式中各参数的定义如表9-1所⽰。该式是朗伯-⽐尔定律的数学表达式,它指出:当⼀束单⾊光穿过透明介质
时,光强度的降低同⼊射光的强度、吸收介质的厚度以及光路中吸光微粒的数⽬呈正⽐。
由于被分析物质的溶液是放在透明的吸收池中测量,在空⽓/吸收池壁以及吸收池壁/溶液的界⾯间会发⽣反射,因⽽导致⼊射
光和透射光的损失。如当黄光垂直通过空⽓/玻璃或玻璃/空⽓界⾯时,约有8.5%的光因反射⽽被损失。此外,光束的衰减也来
源于⼤分⼦的散射和吸收池的吸收。故通常不能按表9-1所⽰的定义直接测定透射⽐和吸光度。为了补偿这些影响,在实际测
量中,采⽤在另⼀
等同的吸收池中放⼊溶剂与被分析溶液的透射强度进⾏⽐较。
⼆、吸光度的加和性
当溶液中含有多种对光产⽣吸收的物质,且各组分间不存在相互作⽤时,则该溶液对波长λ光的总吸收光度A 等于溶液中每⼀
成分的吸光度之和,即吸光度具有加和性。可⽤下式表⽰: