紫外可见分光光度法实验.ppt

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1、2023/9/14,紫外可见分光光度法实验,指导老师：马少妹,实验1 紫外吸收光谱的测绘,实验2 鉴定和识别有机化合 物中的电子跃迁类型,实验3 紫外分光光度法同时测 定维生素C和维生素E,实验4 三氯苯酚存在时苯 酚含量的紫外分光 光度法测定,实验5 紫外可见吸收光谱法 测定双组分混合物,2023/9/14,1.每个实验于下个实验之前交，每人交一份。报告要书写整齐清楚。2.报告不可剽窃或抄袭他人之作，更不可造假数据。3.报告以A4大小纸张撰写，格式如下:封面:记载实验序号、实验项目、实验日期及报告人姓名。內容:按“前言实验方法及步骤实验結果 讨论结语参考文献附录”等。(I)在“前言”(或“绪

2、论”)部份，扼要敘述实验目的，所使用之仪器的特性，分析的基本原理，理论背景等，并用几句话归纳所作的实验项目及所获得的结果。,仪器分析实验报告写法,2023/9/14,(II)在”实验方法及步骤”部份则列述使用之仪器设备，试剂与材料以及实验步骤。(III)在“实验结果”部分，报告你们所获得的结果，这些结果可能是经过计算或换算之后的数据，以图、表等方式呈现，不用把原始数据原封不动的搬出來，原始数据最好放在“附录”。数据的整理及计算过程要敘述清楚，同時要注意单位，别遗落了。(IV)接下來在“讨论”部分，就是解释所获得实验结果。要把结果融入理理论面，讨论所得到的结果是不是如所预期的，还有这些结果是否符

3、合理论推断。讨论一下所得实验結果有何功用，能夠回答什么样的问题，或者另外又产生了什么问题值得继续探讨。还有探讨实验时有无瑕疵,2023/9/14,是否影响到实验结果的准确性?数据的精确性、准确性、再现性如何?以上等等都可以写。在“讨论”这部分你会指到整理于“实验结果”中的图表，请注意每张图表都要编号，并且有标题，如“图一 K2Cr2O7的UV吸收光谱图”。图的标题放在图下方，表的标题则统一放在表的上方。若有需要，图表之标题底下可以补充說明获得该结果的一些实验条件。(V)在”结语”部分简短回顾实验的结果及心得，不要太长。(VI)在报告中，若有引用束籍文献的話，除了在引用的地方依次按顺序注明文献编

4、号，如1、2之外，该文献之出处，请在“参考文献”这里详细說明。(VII)“附录”部分，把原始数据或其他参考资料整理在这里。(原始数据有教师的见签名)。(,2023/9/14,实验1 紫外吸收光谱的测绘 1目的掌握紫外吸收光谱的绘制方法。利用吸收光谱进行化合物的鉴定，并了解溶剂性质对吸收光谱的影响。2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，两者一致就可认为它们在化学上大致是相同的。比较光谱图的方法是将未知试样和标准样品以相同浓度配制在相同的溶剂中，再分别测绘吸收光诸，比较两者是否一致。,2023/9/14,也可将未知试

5、样的吸收光谱图与标准图谱（如Sadtler紫外光诣图相比较。有时，相同的紫外吸收光谱，并不是两种化合物完全相同的充分证据。虽然分子结构不同，只要具有相同的发色团，它们的最大吸收波长max相同。然而，其摩尔吸光系数max值是有差别的。因此，必须比较两吸收光谱的max和max数值是否一致。对于有许多吸收峰的光谱图，还可规定几个吸收峰的max之间的比值进行比较。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，那么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。如乙醇中,2023/9/14,杂

6、质苯的检查，只需测定256nm处有无苯吸收峰即可。因为在这一波段，主成份乙醇无吸收。在绘制比较用的紫外吸收光谱图时，必须采用相同溶剂，以排除溶剂的极性对吸收光谱的影响。同时还应注意pH、温度等因素的影响。在实际使用时，应注意溶剂的纯度，最好使用光谱纯等级的溶剂，否则应事先除去溶剂中含有的杂质。3仪器与试剂916型紫外-可见分光光度计容量瓶若干。,乙醇、异丙叉丙酮,（,（,(,),、正已烷、氯仿、甲醇、,邻甲苯酚、盐酸0.1mol/L、,2023/9/14,氢氧化钠0.1mol/L(以上试剂均使用光谱纯，或经提纯处理)4实验步骤未知芳香族化合物的鉴定 A取未知试样的水溶液(用去离子水配制)；B用

7、1cm石英液槽，以去离子水作参比溶液，在200360nm范围内测定吸收光谱。乙醇中杂质苯的检出 用1厘米石英液槽，以纯乙醇作参比液，在220280nm波长范围内测绘乙醇试样的吸收光谱。溶剂性质对吸收光谱的影响 A配制浓度为0.142gL的邻甲苯酚溶液，其溶剂是：(I)在,2023/9/14,0.1mol/L盐酸水溶液中；(II)在中性乙醇中；(III)在0.1mol/L氢氧化钠水溶液中。B配制浓度为5.2mgL异丙叉丙酮溶液，其溶剂分别为正己烷、氯仿、甲醇、去离子水。C用lcm有盖石英液槽，以相应的溶剂作参比液，测绘各溶液在210350nm的吸收光谱。5数据及处理（1）记录未知化合物的吸收光谱

8、及实验条件。确定峰值波长，计算峰值波长处max值，与标准光谱图进行比较，指出它可能是什么化合物，并计算其摩尔吸光系数。（2）记录乙醇试样的吸收光谱以及实验条件。从吸收光谱鉴,2023/9/14,别乙醇试样中是否有苯存在。（3）记录各个邻甲苯酚溶液的吸收光谱及实验条件。比较吸收光谱有何变化，结论如何？（4）记录各个异丙叉丙酮溶液的吸收光谱及实验条件，比较吸收峰的波长随溶剂极性的变化，结论如何？6思考题 1、试样溶液浓度过大或过小，对测量有何影响？应如何调整？2、狭缝宽度大小对吸收光谱的轮廓、峰值波长的位置及吸光系数有何影响?如何选择狭缝宽度？,（复旦大学化学系仪器分析实验编写组编，仪器分析实验P

9、40）,2023/9/14,实验2 鉴定和识别有机化合物中的电子跃迁类型 1实验目的（1）熟悉有机化合物中几种主要的电子跃迁类型。（2）了解环境对体系的影响。2方法原理当分了中含有两个或两个以上的生色团时，它们之间的相对位置将会影响分子的吸收带，其一般规律如下：1）当分子中两个生色团被一个以上的碳原子分开时，产生的吸收等于两个生色团单独存在时的和；2）当分子中两个生色团相邻接时，其吸收波长比只有一个生色团时出现在较长波长处，且吸收强度增强；,2023/9/14,3）当分子中两个生色团同时与一个碳原子相连时，其吸收情况是上述1、(2)两种极端条件的中间状态。吸收峰的位置及强度随使用的溶剂不同而异

10、。这些影响与溶剂的性质、吸收带的特征以及溶质的性质有关。一般说来，随着溶剂极性的增加，n*跃迁吸收带向短波移动，而*跃迁吸收带向长波移动。3仪器和试剂916型紫外-可见分光光度计；石英比色皿2个。（1）2.010-3mol/L碘甲烷，溶剂：己烷。（2）2.010-3mol/L碘甲烷，溶剂：甲醇。（3）1.010-2mol/L丙酮，溶剂：水。,2023/9/14,（4）1.010-2mol/L 2，5-己二酮，溶剂：水。（5）2.510-2mol/L亚异丙基丙酮，溶剂：己烷。（6）2.510-2mol/L甲基酮，溶剂：水。（7）6.610-5mol/L亚异丙基丙酮，溶剂：己烷。（8）6.610-

11、5mol/L亚异丙基丙酮，溶剂：水。（9）4.010-3mol/L苯，溶剂：甲醇。（10）3.110-4mol/L苯酚，溶剂：甲醇。（11）3.110-4mol/L苯酚钠，溶剂：甲醇。,2023/9/14,4实验步骤（1）仔细阅读仪器操作说明书，开启仪器。（2）用与该溶液对应的溶剂为参照，分别测定上述11种溶液在200-650nm范围内的吸收光谱曲线。记录其最大吸收波长max和吸光波A(注意：手拿比色皿时，只接触毛玻璃一侧)。（3）一滴纯苯在比色皿的底部，并且盖上盖子，让其自然挥发，以空气为参照，测定气态苯的吸收光谱曲线，记录max和吸光波A。5数据处理（1）计算11种溶液的摩尔吸收系数max

12、；（2）用列表形式总结所测试样的max、max及吸收带的跃迁类型。,2023/9/14,6问题讨论（1）指出碘甲烷在水和己烷中测定时，最大吸收波长相差多少？（2）为什么在紫外-可见光区常用水、甲醇和已烷为溶剂测定吸收光谱曲线？（3）分别指出亚异基丙酮中，n*和*跃迁吸收带，并说明理由。（4）试推测0.1mol/L 2,5,8-三壬酮和2-烯5,8-壬二酮的紫外吸收光谱曲线。（5）共轭作用如何影响亚异丙酮的光谱？推测l-戊烯-1,5二烯和1,3,5-己三烯的光谱曲线。,2023/9/14,（6）气态苯和溶液中苯的吸收曲线有何个同？为什么？（7）助色团NH2将如何影响苯胺？质子化作用后，产生的苯胺

13、阳离子将如何改变这种影响？（高等教育出版社 赵文宽等编，仪器分析实验）,2023/9/14,实验3 同时测定维生素C和维生素E2实验目的掌握在紫外区中同时测定个双组分体系抗坏血酸(维生素C)和-生育酚(维生索E)的实验方法。2仪器和试剂916型紫外-可见分光光度计；，石英比色皿2只，容量瓶移和液管若干。抗坏血酸（AR）：0.0132gL在无水乙醇中(7.50 l0-5mol/L)；-生育酚(维生素E)：0.0488g/L在无水乙醇中；无水乙醇；未知溶液：在无水乙醇中含有抗杯血酸和-生育酚溶液。,2023/9/14,3实验原理在同一溶液中同的测定双组分的原理已在第五章中介绍过。抗坏血酸称为“水溶

14、性”维生素，-生育酚称为“脂溶性”维生素。但是，它们二者都溶解于无水乙醇从而能够在紫外区测定，因为抗坏血酸缓慢地氧化成为脱氢抗坏血酸，所以必须每天制备新鲜的溶液。-生育酚比较稳定。抗坏血酸和-生育酚起抗氧剂作用，即它们在一定时间内能防止油脂酸败。两者结合一起的效果超过单独添加使用时的效果，因为它们在抗氧化性能方面是“协同的”。由于这个原因，它们对于防护各种食品油脂氧化是一种有效的组合试剂。,2023/9/14,4操作步骤制备抗坏血酸标准溶液：分别取抗坏血酸贮备液2，3，4和5ml于25mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，以同样的方法制备-生育酚的标准溶液，将2，3，4和5mL-生育酚贮备溶液稀

15、释到25mI。以无水乙醇作为参比调得320-220nm的吸收光谱。将四个抗坏血酸的光谱绘在同一个图上。同样，将四个-生育酚的光谱绘在同一个图上。按同样方法测定未知溶液的吸收光谱。5数据处理（1）绘制抗坏血酸和-生育酚的标准曲线：选择每种物质的最大吸收波长(对于抗坏血酸约为246nm，对于-生育酚约,2023/9/14,为292nm)，以吸光度对浓度作图。（2）计算抗坏血酸和-生育酚在最大吸收波长（246nm和292nm）时的摩尔吸光系数：即标准曲线图的斜率。（3）计算未知物中抗坏血酸和-生育酚的浓度：根据吸光度的加和性，联立方程解求得。6思考题（1）多组分同时测定的波长选择的原则是什么？是否先

16、要找出各组分的线性范围？（2）进行多组分同时测定的准确度与哪些因素有关？（DT索耶，W.R.海纳曼,J.M.毕比 著,）,2023/9/14,实验4 三氯苯酚存在时苯酚含量的紫外分光光度法测定1目的：掌握等吸光度测量法消除干扰的原理及实验方法。2原理：分光光度法测定多组份混合物时，通过解联立方程式，可求出各组份含量。然而，对吸收光谱相互重叠的两组份混合物，若只要测定其中其一组份含量，可利用等吸光度测量法达到目的。,对含有N和M两组份的试样，设它们的吸收光谱相互重叠，如图6-1。如要求测定M组份含量而消除N组份的干扰，则可从N的吸收光谱上选择两个波长1、2，在这两波长处N组份具有相等的吸光度,2

17、023/9/14,即对N来说，不论其浓度是多少，ANA1A2=0。这样，就可从这两个波长测得M的吸光度差值AM确定M组份的含量。因为AM与M的浓度呈线性关系。这个方法就是等吸光度测定法。由上可见，所选得的波长必须满足两个基本条件：在这两波长处，干扰组份应具有相同的吸光度即AN等于零；在这两波长处，待测组份的吸光度差值AM足够大。为了选择有利于测量的1、2，应先分别测绘它们单一组份时的吸收光谱，再用作图法确定1和2。在待测组份M的吸收峰处或其附近选择一测定波长2，作一垂直于X轴的直线，交于干扰组份N的吸收光谱上的某一点，再从此点画一平行于X轴的直线，在组份N的吸收光谱上便可得到一个或几个交点，,

18、2023/9/14,交点处的波长可作为参比波长1。当1有几个位置可供选择时，所选择的1应能获得较大的待测组份的吸光度差值。本实验中，2，4，6三氯苯酚水溶液和苯酚水溶液的吸收光谱相互重叠，要求测定2，4，6三氯苯酚存在下苯酚的含量。3仪器与试剂916型紫外-可见分光光度计；，石英比色皿2只，容量瓶25毫升7个，吸量管5毫升2支，烧杯25毫升2个。苯酚水溶液(0.250g/L)：称取25.0毫克苯酚，用去离子水溶解，在容量瓶中稀释至100毫升，摇匀。2，4，6三氯苯酚水溶液(0.10gL)：称取l0毫克2，4，6三氯苯酚，用去离子水溶解，在100毫升容量瓶中稀释至刻度，摇匀。,2023/9/14

19、,4实验步骤（1）苯酚系列标准溶液的配制：取五个25毫升容量瓶，分别加入1.00，2.00，3.00，4.00，5.00毫升浓度为0.250克升的苯酚水溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。（2）苯酚水溶液及2，4，6三氯苯酚水溶液吸收光谱的绘制：分别用苯酚水溶液(30.0mg/L)及2，4，6三氯苯酚水溶液(20.0mg/L)，在220-350nm波长范围，以去离子水作参比溶液，用紫外分光光度计测绘它们的吸收光谱。得到两条吸收光谱绘于同一坐标上，选择合适的1及2。在选择的波长1及2处，再用2，4，6三氯苯酚溶液复测其吸光度是否,2023/9/14,相等。（3）苯酚水溶液的标准曲线绘制及未知试样溶

20、液的测定：在所选择的测定波长及2及参比波长1处，用去离子水作参比溶液，分别测定苯酚系列标准溶液中含有2，4，6三氯苯酚的未知试样溶液的吸光度。5数据及处理（1）在同一坐标上绘制苯酚水溶液及2，4，6三氯苯酚水溶液的吸收光谱，并选择合适的测定波长2及参比波长1。（2）求出系列标准溶液在两波长处吸光度的差值A2-1。以A2-1为纵坐标，苯酚水溶液的浓度C为横坐标，绘制标准曲线。由未知试样溶液的A2-1值，从标准曲线上求得未知试样溶液中苯酚的浓度(mgL)。,2023/9/14,6思考题（1）本实验与普通的分光光度法有何异同?（2）如需测定未知试样溶液中苯酚及2，4，6三氯苯酚两组份的含量，应如何设

21、计实验?测量波长要如何选择？（复旦大学化学系仪器分析实验编写组编，仪器分析实验P25）,2023/9/14,实验5 紫外吸收光谱法测定双组分混合物,实验目的掌握用解联立方程组的方法，同时测定吸收光谱互相重叠的双组分体系的实验方法实验原理各组分的吸收曲线互有重叠，可根据朗伯-比尔定律及吸光度的加合性原则，通过适当的数学处理来进行测定。具体方法：在a和b的最大吸收波长1及2处，分别测定混合物的吸光度A1、A2，然后解联立方程组，求得出各组分的含量。如下图：,2023/9/14,2023/9/14,在1处：,在2处：,式中：A1、A2为混合液a+b在1、2处吸光度；A1a、A2a是混合溶液中组分a在

22、1、2处吸光度；A1b、A2b是混合溶液中组分b在1、2处吸光度。,首先要从已知浓度的各单独组分吸收光谱中获得：,如何求呢,?,2023/9/14,联立求解式（1）和（2）组成的方程组可求得Ca、Cb。采用此法可求得两种以上组分的含量。,仪器和试剂916型紫外-可见分光光度计（澳大利亚GBC公司）；石英比色皿2只（1cm）；容量瓶（50ml）和移液管若干。0.020mol/L KMnO4、0.020mol/L K2Cr2O7 的贮备溶液（其中都含有H2SO4 0.5mol/L、KIO4 2g/L）,操作步骤制备标准溶液：分别取KMnO4贮备液于50mL容量瓶中，稀释成浓度为0.0001，0.0

23、002，0.0003，0.0004，0.0005 mol/L；以同样的方法制备K2Cr2O7的标准溶液，浓度为0.0003，0.0006，0.0009，0.0012，0.0015 mol/L。,2023/9/14,测量波长的选择：以水作为参比液，分别对KMnO4 K2Cr2O7的标准溶液进行（350-625nm）扫描.（见下图）测定KMnO4、K2Cr2O7标液及样品在测量波长处的吸光度。(1.在445nm测K2Cr2O7标液、样品、KMnO4标液的吸光度。2.在545nm测KMnO4标液、样品、K2Cr2O7 标液的吸光度),数据处理（1）绘制KMnO4和K2Cr2O7的标准曲线：以吸光度对

24、浓度作图（见下图）（2）计算KMnO4和K2Cr2O7在波长（440nm和545nm）时的摩尔吸光系数，即标准曲线图的斜率。见下图（3）计算样品中KMnO4和K2Cr2O7的浓度：根据吸光度的加和性，联立方程解求得。,2023/9/14,KMnO4和K2Cr2O7的混合物,KMnO4,K2Cr2O7,440nm,545nm,2023/9/14,Cr2O72-,CrO42-,2023/9/14,实验数据及处理结1、KMnO4标准溶液,K=A/bC b=1cm,2023/9/14,图 1 高锰酸钾的标准曲线,545nm,2023/9/14,计算样品中KMnO4和K2Cr2O7的浓度,因为：,b=1

25、cm,(1),(2),2023/9/14,问题,1.标准曲线法的准确性与否与什么因素有关？（标准物浓度配制的准确性；标准基体与样品基体的一致性。）,被测组分的浓度范围控制在它所测量到的吸光度的范围是多少？（之间）为什么？,3.解联立方程组法能否用于溶液中两种以上组分的同时测定？,（可以，如果有n组份相互重叠，就必须在n个波长处测定其吸光度，然后解n元一次方程组，能分别求出各组分含量。随着测量组分的增多，实验结果的误差也将增大。计算机的广泛应用，多组分测定的各种计算方法得到了快速发展。另外还有示差分光光度法、双波长分光光度法、导数光谱法等定量分析方法，可进行多组分的同时测定。需要时可阅有关书籍）.,