苯甲酸的紅外光譜測定

1、苯甲酸紅外光譜的測定苯甲酸紅外光譜的測定一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康膙1 1、掌握、掌握FTIR-650FTIR-650傅里葉變換紅外光譜儀的使用方法。傅里葉變換紅外光譜儀的使用方法。v2 2、掌握溴化鉀壓片法制備固體樣品的方法。、掌握溴化鉀壓片法制備固體樣品的方法。v3 3、初步了解紅外吸收光譜圖的解析。、初步了解紅外吸收光譜圖的解析。 鹵化物壓片法鹵化物壓片法 壓片法也叫堿金屬鹵化物錠劑法。由于堿金屬鹵化物壓片法也叫堿金屬鹵化物錠劑法。由于堿金屬鹵化物（如（如KCIKCI、KBrKBr、KIKI以及以及CsICsI等）加壓后變成可塑物，并在中等）加壓后變成可塑物，并在中紅外區(qū)完全透明，因而被廣

2、泛用于固體樣品的制備。紅外區(qū)完全透明，因而被廣泛用于固體樣品的制備。 一般一般將固體樣品將固體樣品 l l3.8mg3.8mg放在瑪瑙研缽中，加放在瑪瑙研缽中，加 100100300.mg300.mg的的KBrKBr或或KClKCl，混合研磨均勻，使其粒度達到，混合研磨均勻，使其粒度達到 2.5um2.5um以下。將以下。將磨好的混合物小心倒入壓模中，加壓成型，就可得到厚約磨好的混合物小心倒入壓模中，加壓成型，就可得到厚約0.8mm0.8mm的透明薄片。的透明薄片。 KBrKBr的吸濕性較強，即使在紅外燈烘烤下或在干燥箱中的吸濕性較強，即使在紅外燈烘烤下或在干燥箱中研磨，也不可避免地會吸收空氣

3、中的游離水。為了除去游研磨，也不可避免地會吸收空氣中的游離水。為了除去游離水的干擾。常在相同條件下制備另一個純離水的干擾。常在相同條件下制備另一個純KBrKBr透明薄片，透明薄片，作為補償，放在參比光路中。作為補償，放在參比光路中。 壓片法的優(yōu)點：壓片法的優(yōu)點： 沒有溶劑和糊劑的干擾，能一次完整地獲得樣品的紅沒有溶劑和糊劑的干擾，能一次完整地獲得樣品的紅外吸收光譜。外吸收光譜。 可以通過減小樣品的粒度來減少雜散光。從而獲得尖可以通過減小樣品的粒度來減少雜散光。從而獲得尖銳的吸收帶。銳的吸收帶。 只要樣品能變成細粉，并且加壓下不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，只要樣品能變成細粉，并且加壓下不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，都可用壓

4、片法進行測試。都可用壓片法進行測試。 由于薄片的厚度和樣品的濃度可以精確控制，因而可由于薄片的厚度和樣品的濃度可以精確控制，因而可用于定量分析。用于定量分析。 壓成的薄片便于保存。壓成的薄片便于保存。值得注意的是：值得注意的是：壓片法對樣品中的水分要求嚴格，因為，樣壓片法對樣品中的水分要求嚴格，因為，樣品含水不僅影響薄片的透明度，而且影響對化合物的判定。品含水不僅影響薄片的透明度，而且影響對化合物的判定。因此，要盡量采用加熱、冷凍或其它有效方法除水。樣品粉因此，要盡量采用加熱、冷凍或其它有效方法除水。樣品粉末的粒度對吸光度有影響，粒度越小，吸光度越大。因此，末的粒度對吸光度有影響，粒度越小，吸

5、光度越大。因此，特別是做定量分析時，要求樣品粉末有均一的分散性和盡可特別是做定量分析時，要求樣品粉末有均一的分散性和盡可能小的粒度。能小的粒度。二、測定原理二、測定原理 紅外光譜（紅外光譜（IR譜）是一種分子振動譜）是一種分子振動轉(zhuǎn)動光譜，它是由轉(zhuǎn)動光譜，它是由于分子的振動、轉(zhuǎn)動、分子間的能級躍遷產(chǎn)生的。于分子的振動、轉(zhuǎn)動、分子間的能級躍遷產(chǎn)生的。純轉(zhuǎn)動純轉(zhuǎn)動 40033 251000 遠紅外遠紅外OH、NH、CH及及SH倍頻倍頻吸收區(qū)吸收區(qū) 128204000 0.762.5 近紅外近紅外能級躍遷類型能級躍遷類型波數(shù)波數(shù) (cm-1)波長波長 ( m)區(qū)域區(qū)域變形或彎曲振動面內(nèi)變形振動（面內(nèi)

6、變形振動（）面外變形振動（面外變形振動（）剪式振動（剪式振動（）面內(nèi)搖擺振動（面內(nèi)搖擺振動（）面外搖擺振動（面外搖擺振動（）扭曲變形振動（扭曲變形振動（） 變形振動又稱變角振動。它是指基團鍵角發(fā)生周期變變形振動又稱變角振動。它是指基團鍵角發(fā)生周期變化而鍵長不變的振動?；I長不變的振動。 伸縮振動對稱伸縮振動對稱伸縮振動 反對稱伸縮振動反對稱伸縮振動 伸縮振動是指原子沿著價鍵方向來回運動，即振動時鍵伸縮振動是指原子沿著價鍵方向來回運動，即振動時鍵長發(fā)生變化，鍵角不變。長發(fā)生變化，鍵角不變。 基本振動形式分類基本振動形式分類:伸縮振動；變形振動伸縮振動；變形振動非線型分子：H2O 線型分子：CO

7、2H2O的紅外光譜的紅外光譜 asOH3756cm-1 sOH3652cm-1 OH1595cm-1 當一定頻率的紅外光照射分子時，如果分子中某個基團的當一定頻率的紅外光照射分子時，如果分子中某個基團的振動頻率和它一樣，二者就會產(chǎn)生共振。此時光的能量通振動頻率和它一樣，二者就會產(chǎn)生共振。此時光的能量通過分子偶極矩的變化而傳遞給分子，這個基團就吸收一定過分子偶極矩的變化而傳遞給分子，這個基團就吸收一定頻率的紅外光產(chǎn)生共振躍遷。頻率的紅外光產(chǎn)生共振躍遷。 理論上計算的一個振動，在紅外光譜上相應(yīng)產(chǎn)生一個基頻理論上計算的一個振動，在紅外光譜上相應(yīng)產(chǎn)生一個基頻吸收帶。吸收帶。實際上，絕大多數(shù)化合物在紅外

8、光譜圖上出現(xiàn)的峰數(shù)，遠實際上，絕大多數(shù)化合物在紅外光譜圖上出現(xiàn)的峰數(shù)，遠小于理論上計算的振動數(shù)，這是由如下原因引起的：小于理論上計算的振動數(shù)，這是由如下原因引起的：（1）沒有偶極矩變化的振動，不產(chǎn)生紅外吸收，即非紅外）沒有偶極矩變化的振動，不產(chǎn)生紅外吸收，即非紅外活性；活性；（2）相同頻率的振動吸收重疊，即簡并；）相同頻率的振動吸收重疊，即簡并；（3）儀器不能區(qū)別那些頻率十分相近的振動，或因吸收帶）儀器不能區(qū)別那些頻率十分相近的振動，或因吸收帶很弱，儀器檢測不出；很弱，儀器檢測不出；（4）有些吸收帶落在儀器檢測范圍之外。）有些吸收帶落在儀器檢測范圍之外。例如，線性分子例如，線性分子CO2，理論

9、上計算其基本振動數(shù)為：，理論上計算其基本振動數(shù)為：3N-5=4。其具體振動形式如下：。其具體振動形式如下： O C O對稱伸縮（無吸收峰） O C O反對稱伸縮（2349 cm-1）O C O 面內(nèi)變形（667 cm-1） O C O 面外變形（667 cm-1）但在紅外圖譜上，只出現(xiàn)但在紅外圖譜上，只出現(xiàn)667 cm-1和和2 349 cm-1兩個基頻吸收兩個基頻吸收峰。這是因為對稱伸縮振動偶極矩變化為零，不產(chǎn)生吸收。峰。這是因為對稱伸縮振動偶極矩變化為零，不產(chǎn)生吸收。而面內(nèi)變形和面外變形振動的吸收頻率完全一樣，發(fā)生簡并。而面內(nèi)變形和面外變形振動的吸收頻率完全一樣，發(fā)生簡并。CO2的紅外光譜

10、的紅外光譜 asC=O 2349cm-1 彎曲振動彎曲振動666cm-1 每種化合物都可繪制出具有自身特征的紅外光譜圖。從每種化合物都可繪制出具有自身特征的紅外光譜圖。從而反映出整個分子的特征。據(jù)此我們可利用已知標準物對照而反映出整個分子的特征。據(jù)此我們可利用已知標準物對照或標準圖普查對法進行定性分析?；驑藴蕡D普查對法進行定性分析。對于某一特定的官能團或相關(guān)的化學(xué)鍵，不論分子中其他的對于某一特定的官能團或相關(guān)的化學(xué)鍵，不論分子中其他的結(jié)構(gòu)如何，它總是在相同或幾乎相同的頻率或波數(shù)處產(chǎn)生特結(jié)構(gòu)如何，它總是在相同或幾乎相同的頻率或波數(shù)處產(chǎn)生特征的吸收譜帶。我們可以根據(jù)征的吸收譜帶。我們可以根據(jù)IR譜

11、圖上各種化學(xué)鍵及官能團譜圖上各種化學(xué)鍵及官能團在某一相對固定的波長范圍內(nèi)顯示其特征吸收峰的位置來鑒在某一相對固定的波長范圍內(nèi)顯示其特征吸收峰的位置來鑒別分子所含有的特征官能團和化學(xué)鍵的類型，進而確定化合別分子所含有的特征官能團和化學(xué)鍵的類型，進而確定化合物分子的結(jié)構(gòu)。物分子的結(jié)構(gòu)。C=C 1600cm-1, 1580cm-1 (雙峰), 1500cm-1 (s), 1450cm-1 鑒定有無芳環(huán)存在特征區(qū)與指紋區(qū)&特征區(qū)：特征區(qū)：40001300cm-1(2.57.69m)包括：包括： X-H伸縮振動區(qū)伸縮振動區(qū)(40002500cm-1) 三鍵及累積雙鍵伸縮振動區(qū)三鍵及累積雙鍵伸縮振動區(qū)(2

12、5001900cm-1) 雙鍵伸縮振動區(qū)雙鍵伸縮振動區(qū)(19001200cm-1) X-H彎曲振動區(qū)彎曲振動區(qū)(16501350cm-1)該區(qū)是進行官能團定性的主要依據(jù)該區(qū)是進行官能團定性的主要依據(jù) &指紋區(qū)：指紋區(qū)：1300400cm-1(7.6925m)包括：單鍵的伸縮振動；多數(shù)基團的彎曲振動包括：單鍵的伸縮振動；多數(shù)基團的彎曲振動 查找相關(guān)吸收峰查找相關(guān)吸收峰三、主要試劑及規(guī)格三、主要試劑及規(guī)格溴化鉀（光譜純）溴化鉀（光譜純） 苯甲酸（分析純）苯甲酸（分析純）四、主要儀器四、主要儀器FTIR-650傅里葉變換紅外光譜儀傅里葉變換紅外光譜儀 瑪瑙研缽瑪瑙研缽 壓片機壓片機 壓壓片機模具片機

13、模具 紅外燈紅外燈五、實驗步驟五、實驗步驟1、開機步驟（1）按主機后側(cè)的電源開關(guān)，開啟主機，加電后，開始有一個自檢過程（約30秒），主機加電后至少要等待15分鐘，等電子部分和光源穩(wěn)定后，才能進行測量。（2）開啟電腦，運行操作軟件，檢查電腦與主機通訊是否正常。（3）紅外光譜儀儀器需在每天使用前進行較正，較正方法是：單擊“采集”菜單下的“實驗設(shè)置”選擇“診斷”觀察各項指標是否正常。選擇“光學(xué)臺”觀察增益值是否在可接受范圍內(nèi)。T- 曲線曲線前密后疏前密后疏T- 曲線曲線前疏后密前疏后密2、測量步驟（1）將樣品（2mg）置于瑪瑙研缽中。再加入100200mg干燥的KBr粉末，充分磨細混勻（向同一方向研磨）。（2）將磨好的粉末移置壓片模具中，使其分布均勻，中心可以高一點，并輕輕轉(zhuǎn)動幾周。將模具置于壓片機上，在20MPa壓力下壓制，保持3分鐘，制成透明式樣薄片。（3）拆除樣膜，將試樣薄片裝在試樣架上，放在紅外光譜儀光路中，掃描圖譜。注意：掃描前先粗測透光率是否大于40%。若大于或等于40%，按儀器操作方法掃描圖譜。若未達到40%，則需重新壓片。（4）打印所得圖譜及吸收峰的數(shù)據(jù)（波數(shù)和透光率）。（5）退出FTIR軟件系統(tǒng)；按儀器后側(cè)電源開關(guān)，關(guān)閉主機。（6）實驗結(jié)束后，取下試樣架，取出薄片，按要求將模具、試樣架等擦凈收好。苯甲酸紅外譜圖苯甲酸紅外譜圖六、測定結(jié)果分析六、測定結(jié)果分析查閱文獻資