实训项目十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，CH3(CH2)5CH3,CH3(CH2)4C≡N 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与图11-1CH3(CH2)6CH3分子的红外吸收光谱中—CH3，—CH2—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，υ
为1725~1710 cm-1；在与苯环共轭时，如乙酰苯中υC=O为1695~1680 cm-1，C=O
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—H935
υC=O1400
δC—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。
三、仪器与试剂
1．FT-IR红外光谱仪（上海分析仪器厂），或其它型号的红外分光光度计2．压片机
3．玛瑙研钵
4．红外干燥灯
5．苯甲酸、溴化钾均优级纯
6．苯甲酸试样经提纯
四、实验条件
1．压片压力 1.2×105 kPa（约120 kg·cm-2）
2．其它实验条件
五、实验内容
1．开启空调机，使室内的温度为18~20℃，相对湿度≤65%。
2．苯甲酸标样、试样和纯溴化钾晶片的制作取预先在110℃在烘干48 h 以上，并保存在干燥器内的溴化钾150 mg 左右，置于洁净的玛瑙研钵中，研磨成均匀、细小的颗粒，然后转移到压片模具上(见图1和图2)，依图11-4顺序放好各部件后，把压模置于图1中的7处，并旋转压力丝杆手轮1压紧压模，顺时针旋转放油阀4到底，然后一边放气，一边缓慢上下移动压把6，加压开始，注视压力表8，当压力加到1×105 ~1.2×105 kPa（约100~120 kg·cm-2）时，停止加压，维持3~5 min，反时针旋转放油阀4，加压解除，压力表指针指“0”，旋松压力丝杆手轮1取出压模，即可得到直径为13 mm，厚1~2 mm透明的溴化钾晶片，小心从压模中取出晶片，并保存在干燥器内。
图1 压模结构 图2 压片机 1.压杆帽；2.压模体；3.压杆； 1.压力丝杆手轮；2.拉力螺柱
3.工作台垫板；
4.顶模片；
5.试样；
6.底模片 4.放油阀；5.基座；6.压把；
7.压模；
8.压力表；
7.底座 9.注油口；10油标及入油口
另取一份150 mg 左右溴化钾置于洁净的玛瑙研钵中，加入2~3 mg 优级纯苯甲酸，同上操作研磨均匀、压片并保存在干燥器中。
再取一份150 mg 左右溴化钾置于洁净的玛瑙研钵中，加入2~3 mg 苯甲酸试样，同上操作制成京，并保存在干燥器内。
注意事项：
1．制得的晶片，必须物裂痕，局部无发白现象，如同玻璃办完全透明，否则应重新制作。表示压制的晶片薄厚不匀，晶片模糊，表示晶体吸潮，水在光谱图中3450 cm-1和1640 cm-1处出现吸收峰。
2．将溴化钾参比晶片和苯甲酸标样晶片分别置于主机的参比窗口和试样窗口上。
3．据实验条件，将红外分光光度计按仪器操作步骤进行调节，测绘红外吸收光谱。
4．相同的实验条件下，测绘苯甲酸试样的红外吸收光谱。
六、据及处理
1．记录实验条件。
2．在苯甲酸标样和试样红外吸收光谱图上，标出各特征吸收峰的波数，并确定其归属。
3．将苯甲酸试样光谱图与其标样光谱图进行对比，如果两张图沙的各特征吸收峰及其吸收强度一致，则可认为该试样是苯甲酸。
七、思考题
1．红外吸收光谱分析，对固体试样的制片有何要求？
2．如何着手进行红外吸收光谱的定性分析？
3．红外光谱实验室为什么对温度和相对湿度要维持一定的指标？
