红外光谱法的常规实验技术ppt课件

1、4.红外光谱法的常规实验技术红外光谱法的常规实验技术 实验目的实验目的 v1. 初步掌握两种根本样品固体和液体制备技术v2. 了解制样方法的差别对红外谱图的影响v3. 经过谱图解析，了解由红外光谱鉴定未知物的普经过程v4了解红外分光光度计的构造特征和原理红外光谱的实际根底红外光谱的实际根底 v当一束红外光照射物质时，被照射物质的分子将吸收一部分相应的光能，转变为分子的振动和转动能量，使分子固有的振动和转动能级跃迁到较高的能级，光谱上即出现吸收谱带。通常以波长m或波数cm-1为横坐标，吸光度A或百分透过率T%为纵坐标，将这种吸收情况以吸收曲线的方式记录下来，得到该物质的红外吸收光谱，简称红外光谱

2、。 产生红外吸收的条件产生红外吸收的条件 v第一，辐射能必需与分子的激发态和基态之间的能量差相当。v第二，分子的振动必需引起分子偶极矩的净变化。 红外光谱在构造解析中的作用红外光谱在构造解析中的作用 1. 利用基团特征频率确定分子中的官能团，区分化合物的类别。通常把中红外的谱图区域分为基频区40001300cm-1和指纹区1300-600cm-1。基频官能团区：伸缩振动产生，吸收峰分布较稀。基团鉴定最有价值。 指纹区：单键的伸缩振动和变形振动引起，分子构造稍有不同时，此波段吸收谱带略有差别。2. 提供未知物的精细构造，确定化合物能否一样。常见基团的红外吸收带常见基团的红外吸收带特征区特征区指纹

3、区指纹区500100015002000250030003500C-H，N-H，O-HN-HCNC=NS-HP-HN-O N-NC-FC-XO-HO-H氢键氢键C=OC-C，C-N，C-O=C-HC-HCCC=C红外光谱图：红外光谱图：纵坐标为吸收强度，纵坐标为吸收强度，横坐标为波长横坐标为波长 m m 和波数和波数1/ 1/ 单位：单位：cm-1cm-1可以用峰数，峰位，可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描画。峰形，峰强来描画。运用：有机化合物的构造解析。运用：有机化合物的构造解析。定性：基团的特征吸收频率；定性：基团的特征吸收频率；定量：特征峰的强度；定量：特征峰的强度；红外光谱与有机化合物构造

4、红外光谱与有机化合物构造基团吸收基团吸收带数据带数据基基团团吸吸收收带带数数据据r， （反反）r r活活泼泼氢氢不不饱饱和和氢氢饱饱和和氢氢三三键键双双键键伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动含含氢氢化化学学键键特特征征吸吸收收带带（伸伸缩缩振振动动）指指纹纹吸吸收收带带伸伸缩缩振振动动变变形形振振动动仪器类型与构造仪器类型与构造 types and structure of instruments两种类型：色散型 干涉型傅立叶变换红外光谱仪1. 内部构造内部构造Nicolet公司的AVATAR 360 FT-IR2. 傅里叶变换红外光谱仪构造框图傅里叶变换红外光谱仪构造框图干涉仪干涉仪光源光源样

5、品室样品室检测器检测器显示器显示器绘图仪绘图仪计算机计算机干涉图干涉图光谱图光谱图FTS3. 傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点傅立叶变换红外光谱仪的原理与特点 光源发出的辐射经干涉仪转变为干涉光，经过试样后，包含的光信息需求经过数学上的傅立叶变换解析成普通的谱图。特点：(1) 扫描速度极快(1s)；适宜仪器联用； (2)不需求分光，信号强，灵敏度很高； (3)仪器小巧。二、制样方法二、制样方法 sampling methods1气体气体气体池气体池2液体：液体：液膜法液膜法难挥发液体难挥发液体BP80C溶液法溶液法液体池液体池溶剂：溶剂： CCl4 ，CS2常用。常用。3) 固体固体:研糊法液

6、体石腊法研糊法液体石腊法KBR压片法压片法薄膜法薄膜法制样技术制样技术v气体样品的处置气体样品的处置 制样技术制样技术v液体样品和溶液样品的处置液体样品和溶液样品的处置 液膜法液膜法 v只需被测液体的沸点不太低，普通都可直接夹在两只需被测液体的沸点不太低，普通都可直接夹在两块块NaCl盐窗片之间构成液膜进展测定。操作时先用盐窗片之间构成液膜进展测定。操作时先用镜头纸蘸取丙酮或乙醇将盐片擦净，再滴上镜头纸蘸取丙酮或乙醇将盐片擦净，再滴上12滴滴待测液体，盖上另一块同样的盐窗片，构成一个没待测液体，盖上另一块同样的盐窗片，构成一个没有气泡的毛细厚度薄膜，用夹具把两个窗片固定住，有气泡的毛细厚度薄膜

7、，用夹具把两个窗片固定住，即可放入仪器光路中进展测试。此法适用于高沸点即可放入仪器光路中进展测试。此法适用于高沸点的液体样品，多用于定性分析。此法也适宜于黏糊的液体样品，多用于定性分析。此法也适宜于黏糊状液体，但不适宜于水或其他对状液体，但不适宜于水或其他对NaCl盐片有溶蚀作盐片有溶蚀作用的液体。用的液体。 制样技术制样技术v 固体样品的处置 v 压片法 将固体样品与金属卤化物如KBr、NaCl、KCl、CsI、KI等一同粉碎研匀，在专门的模具中压成薄片进展测定。其中以KBr的运用最为普遍所以压片法也叫溴化钾压片法。其操作方法为如下：用一玛瑙研钵将KBr晶体充分研磨后参与其量百分之一左右的待

8、测固体样品，混合研磨直至均匀，并使其颗粒大小比所检测的光波长更小约2m以下。在一个具有抛光面的金属模具上放一个圆形纸环，用刮勺将研磨好的粉末移至环中，盖上另一块模具，放入压片机中进展压片。KBr压片构成后，用夹具固定进展测试。 仪器操作本卷须知仪器操作本卷须知 v1 需先预热1小时以上方可运用；v2 在红外光区运用的光学部件和吸收池的材质是NaCl晶体，不能受潮，不要用手直接接触盐片外表，不要对着盐片呼吸，防止与吸潮液体或溶剂接触。v3 压片法，样品和KBr需在红外灯下烘烤坚持枯燥。样品中游离水分的存在不仅干扰测定结果的准确性，而且会腐蚀仪器的棱镜、窗片、样品池等机件。v4 制备固体样品时器具

9、的清洗 每次丈量后，用脱脂棉或纱布沾上易挥发的溶剂，悄然地擦拭窗片、压片模具等。常用的溶剂有CCl4、CS2、CHCl3等。将器具擦洗干净后，再用红外灯烘干，放人保干器内保管，以免遭到腐蚀。v5 乙醇等溶剂普通含水量较多，不宜运用。3515cm-10 001M01M0 01M1M0 025M25M1 10M0M3640cm-13350cm-1 乙醇在四氯化碳中不同浓度的乙醇在四氯化碳中不同浓度的IR图图2950cm-12895 cm-1思索题思索题v1 测定红外光谱时,试样的材质常用KBr，其适用的波长范围为多少？v2 红外光谱分析与质谱、核磁共振相比，对样品要求具有广泛顺应性的显著优点是什么

10、？v3 固体样品通常有哪些制样方法，简述之。v4 做红外光谱分析测定的过程中，应留意些什么？实验报告格式v实验目的v实验原理v制样方法v仪器操作本卷须知v思索题实验二实验二 红外分光光度测定红外分光光度测定 高俊实验目的实验目的 v了解如何从红外谱图中识别基团及如何从这些基团推测化合物的构造v初步掌握付里叶变换光谱仪器的简单操作。仪器与试剂仪器与试剂v仪器v美国尼高力公司 360 型付里叶变换光谱仪FT-IR仪及玛瑙研钵、镊子、剪刀、刮勺、KBr晶体、KBr窗片，压片模具等。v试剂v无水乙醇，丙酮，氯仿，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚乙烯膜 CCl4实验操作规程实验操作规程v翻开主机电源，主机

11、进展自检约1分钟，翻开PC机，进入windows操作系统。v由开场菜单中Thermo Nicolet或桌面Omnic快捷方式进入Omnic红外光谱仪测试操作窗口，在实验Experiment选项中选择样品测试方式。v绘制试样的红外光谱图整个过程包括1设定搜集参数；2搜集背景；3搜集样品图；4对所得试样谱图进展基线校正，标峰等处置；5规范谱库检索；6打印谱图。对一些知化合物进展规范谱库检索。v搜集样品图完成后，即可从样品室中取出样品架。并用浸有无水乙醇的脱脂棉将用过的研钵、镊子、刮刀、压模等清洗干净，置于红外枯燥灯下烘干，以备制下一个试样。实验步骤v1. KBr压片法制备固体聚苯乙烯试样v1F2显

12、示测试对话框-Start Background Measurementv2在样品室中放入样品v3F2显示测试对话框-Start Background Measurementv4F4标峰值v5F9打印谱图v6取出样品室中的样品实验步骤v2、薄膜法制备聚甲基丙烯酸甲酯固体试样v滴两滴聚甲基丙烯酸甲酯的氯仿溶液在KBr晶片上，用玻璃棒摊匀，放在红外灯下逐渐挥发溶剂，待溶剂完全挥发后，同法测试v3、 薄膜法制备液体试样v在一块KBr盐片上，滴加一滴液体试样，盖上另一块盐片，使两快盐片之间构成一定厚度的液膜，放在池架上，同法测试v4、测定聚乙烯膜的红外光谱图v5、测定未知试样的光谱图v6、实验终了，用C

13、Cl4 清洗池子枯燥后放入枯燥器内实验步骤v7、 解析谱图，其要点为：v1要记住几个常见官能团特征吸收峰的波数范围及特征。例如：-NH，-OH，CH，=CH，-CH，C=O，C-O，取代苯等。v2子式计算出不饱和度，不饱和度U的计算公式为：U=1+n4+1/2(n3-n1),式中n1，n3和n4分别为分子式中一价、三价和四价原子的数目。当U4时，要思索苯环的存在。结合看图可推出样品能否芳香类，能否含羰基。v3能否含苯环主要察看3个波数区域：v31003000cm-1苯环中不饱和碳氢伸缩振动。v1600cm-1、1580cm-1和1500cm-1苯环骨架伸缩振动。v900600cm-1苯环碳氢面外弯曲振动，判别苯环上取代情况。v4察看40001000cm-1区域有哪些官能团的特征吸收峰。v5假设谱图中在18501600cm-1范围内有明显的C=O吸收峰，可以从吸收峰的位置和其它特征峰的存在来确定样品是醛、酮、酸、酯、酰胺、酰胺、酰氯、酸酐的哪一类化合物。红外光谱信息区红外光谱信息区常见的有机化合物基团频率出现的范围：常见的有机化合物基团频率出现的范围：4000 670 cm-1根据基团的振动方式，分为四个区：根据基团的振动方式，分为四个区：(1)4000 2500 cm-1 XH伸缩振动区伸缩振动区X=O，N，C，S(2)2500 1900 cm-1 三键，累积双键伸缩振动区三键