有机化合物的吸收光谱及溶剂的影响

有机化合物的吸收光谱及溶剂的影响有机化合物的吸收光谱及溶剂的影响 指导老师 严吉林 实验人 王壮 同组实验 余晓波 实验时间 2016 4 25 一 实验目的一 实验目的 1 学习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 2 了解溶剂的性质对吸收光谱的影响 3 掌握紫外 可见分光光度计的使用 二 实验原理二 实验原理 紫外吸收光谱带宽而平坦 数目不多 虽然不少化合物结构差别很大 但只要分子 中含有相同的发色团 其吸收光谱的形状就大体相似 因此 依靠紫外吸收光谱很 难独立解决化合物结构的问题 但紫外光谱对共轭体系的研究有独到之处 可以利 用紫外光谱的经验规则 伍德沃德一费塞尔 Woodward Fieser 规则进行分子结构 的推导验证 利用紫外吸收光谱进行定性分析 是将未知化合物与已知纯样品在相同的溶剂中配 制成相同浓度 在相同条件下分别绘制吸收光谱 比较两者是否一致 或者是将未 知物的吸收光谱与标准谱图 如萨特勒紫外光谱图 比较 两种光谱图的 max和 max相同 表明它们有可能同一有机化合物 极性溶剂对紫外吸收光谱吸收峰的波长 强度及形状可能产生影响 极性溶剂有助 于n一 跃迁向短波移动 而使 一 跃迁向长波移动 典型化合物如异丙叉丙 酮 同时含有这两种形式的跃迁 可观察到随溶剂极性改变相应吸收谱带的波长变 化趋势 此外 在没有紫外吸收的物质中检查具有高吸收系数的杂质 也是紫外吸收光谱的 重要用途之一 例如 检查乙醇中是否有苯杂质 只需看在256 nm处有无苯的吸收 峰 三 仪器与试剂三 仪器与试剂 仪器 普析通用TU 1901紫外 可见分光光度计 石英比色皿 50 mL容量瓶7个 试剂 苯酚 苯 异丙叉丙酮 正己烷 甲醇 邻甲苯酚 0 1 mol L HC1 0 1 mol LNaOH 乙醇 四 实验步骤四 实验步骤 1 芳香化合物吸收光谱的测定 领取未知试样的水溶液 用1 cm石英比色皿 以去离子水为参比 在200 360 nm 测量其吸收光谱 2 乙醇中杂质苯的检查 用1 cm石英比色皿 以纯乙醇为参比液 在230 280 nm测量含有杂质苯的乙醇试 样的吸收光谱 3 溶剂性质对吸收光谱的影响 1 配制浓度为0 124 g L的邻甲苯酚溶液 其溶剂是 0 1 mol L HCI 纯乙醇溶 液 0 1 mol L NaOH溶液 2 配制浓度为5 2 mg L的异丙又丙酮溶液 其溶剂分别为 正己烷 甲醇 去 离子水 3 用1 cm石英比色皿 以相应的溶剂为参比 测量各溶液在210 350 nm范围的吸 收光谱 五 结果处理五 结果处理 未知水样吸收光谱图如下 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 A Abs nm A 图 1 未知试样的水溶液吸收光谱 峰值波长 可以判定未知水样中所含物质为苯 1 210nm 2 269nm 230240250260270280 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 A Abs nm 图 2 含有杂质苯的乙醇试样的吸收光谱 峰值波长 同样可以判定乙醇试样中含有苯 1 261nm 2 268nm 200220240260280300320340360 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 A Abs nm 图 3 邻甲苯酚盐酸溶液 峰值波长 1 210nm 2 270nm 200220240260280300320340360 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 A Abs nm 图 4 邻甲苯酚乙醇溶液 峰值波长 1 215nm 2 273nm 200220240260280300320340360 0 1 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 A Abs nm 图 5 邻甲苯酚氢氧化钠溶液 峰值波长 1 237nm 2 289nm 溶剂 1 nm 2 nm 盐酸 210270 乙醇 215273 氢氧化钠 237289 表 1 邻甲苯酚在各个溶剂中峰值波长比较 比较可得到邻甲苯酚的溶剂 pH 越大 碱性越强 其吸收峰值波长也越长 200220240260280300320340360 2 0 1 5 1 0 0 5 0 0 0 5 1 0 A Abs nm 图 6 异丙又丙酮正己烷溶液 峰值波长 1 213nm 200220240260280300320340360 0 1 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 A Abs nm 图 6 异丙又丙酮甲醇溶液 峰值波长 1 236nm 200220240260280300320340360 0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 A Abs nm 图 6 异丙又丙酮水溶液溶液 峰值波长 1 242nm 溶剂 1 nm 正己烷 213 甲醇 236 水 242 表 2 异丙叉丙酮在不同溶液中峰值波长 正己烷属于非极性溶剂 甲醇属于极性溶剂 水的极性最强 经过比较可以得到结论 异丙叉丙酮的吸收峰值波长随溶剂的极性增强而增加 七 思考题七 思考题 1 试样溶液浓度过大或过小对测量有什么影响 应如何调整 试样溶液浓度过大或过小对测量有什么影响 应如何调整 答 根据朗伯 比尔定律 为吸光度 为透光度 为吸光 1 lg AKbc T ATc 物质的浓度 为吸收层的厚度 其物理意义为在一定浓度范围内 当一束 平行b 单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时 其吸光度与吸光物质的浓度 及Ac 吸收层厚度成正比 溶液浓度确定一般以吸光度在0 2 0 7范围内为好 如果溶b 液浓度过大 冲过一定范围 就不符合朗伯 比尔定律 2 紫外一可见分光光度计狭缝宽度大小对吸收光谱轮廓 波长位置及吸光系数有紫外一可见分光光度计狭缝宽度大小对吸收光谱轮廓 波长位置及吸光系数有 什么影响 什么