紅外光譜分析論文

1、. . . . . . .專業(yè) . .目錄TOC o 1-1 u 1、摘要 PAGEREF _Toc13767 12、紅外光譜分析的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc26367 13、紅外光譜分析的優(yōu)缺點(diǎn)： PAGEREF _Toc18385 14、紅外光譜分析的原理 PAGEREF _Toc22300 25、紅外光譜的應(yīng)用： PAGEREF _Toc9830 46、總結(jié) PAGEREF _Toc18871 5紅外光譜分析1、摘要對(duì)物質(zhì)自發(fā)發(fā)射或受激發(fā)射的紅外射線進(jìn)展分光，可得到紅外發(fā)射光譜，物質(zhì)的紅外發(fā)射光譜主要決定于物質(zhì)的溫度和化學(xué)組成；對(duì)被物質(zhì)所吸收的紅射線進(jìn)展分光，可得到紅外吸收光譜。紅外

2、光譜具有高度的特征性，不但可以用來(lái)研究分子的構(gòu)造和化學(xué)鍵，而且廣泛地用于表征和鑒別各種化學(xué)物種。關(guān)鍵詞：紅外光譜分析的原理 優(yōu)缺點(diǎn)紅外光譜分析的簡(jiǎn)介紅外光譜學(xué)是光譜學(xué)中研究電磁光譜紅外局部的分支。它包括了許多技術(shù)，到目前為止最常用的是吸收光譜學(xué)。同所有的分光鏡技術(shù)一樣，它可以被用來(lái)鑒別一種化合物和研究樣品的成分。對(duì)物質(zhì)自發(fā)發(fā)射或受激發(fā)射的紅外射線進(jìn)展分光，可得到紅外發(fā)射光譜，物質(zhì)的紅外發(fā)射光譜主要決定于物質(zhì)的溫度和化學(xué)組成；對(duì)被物質(zhì)所吸收的紅外射線進(jìn)展分光，可得到紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和構(gòu)造決定的獨(dú)有的紅外吸收光譜，它是一種分子光譜。分子的紅外吸收光譜屬于帶狀光譜。原子也有紅外發(fā)射

3、和吸收光譜，但都是線狀光譜。紅外光譜具有高度的特征性，不但可以用來(lái)研究分子的構(gòu)造和化學(xué)鍵，如力常數(shù)的測(cè)定等，而且廣泛地用于表征和鑒別各種化學(xué)物種。3、紅外光譜分析的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：1.只有振-轉(zhuǎn)躍遷,能量低2.應(yīng)用圍廣3.分子構(gòu)造更為精細(xì)的表征4.可以進(jìn)展定量分析樣品不限形式,用量少,不破壞樣品5.分析速度快6.可聯(lián)用。這些特點(diǎn)也是將其與紫外可見(jiàn)光譜得以區(qū)別。 缺點(diǎn)：需要大量有代表性且化學(xué)值的樣品建立模型。這樣，對(duì)小批量樣品的分析用近紅外就顯得不實(shí)際了。模型需要不斷更新，由于儀器狀態(tài)改變或標(biāo)準(zhǔn)樣品發(fā)生變化，模型也要隨之變化了。模型不通用，每臺(tái)儀器的模型都不一樣，增加使用的局限性。建模本錢高，測(cè)

4、試用度大。4、紅外光譜分析的原理紅外光譜與紫外可見(jiàn)光譜存在著很大的區(qū)別。首先，.光譜產(chǎn)生的機(jī)制不同。紅外是分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，而紫外可見(jiàn)光是價(jià)電子和分子軌道上的電子在電子能級(jí)上的躍遷；其次是研究對(duì)象不同前者是在振動(dòng)中伴隨有偶極矩變化的化合物，后者是不飽合有機(jī)化合物特別是具有共軛體系的有機(jī)化合物；最后是二者分析的試樣形式不同，使用圍不同，紅外是氣、液、固均可，既可定性又可定量，非破壞性分析，而紫外可見(jiàn)光既可定性又可定量，有時(shí)是試樣破壞性的。 產(chǎn)生紅外光譜需要滿足倆個(gè)條件：(1)紅外輻射光子的能量與分子振動(dòng)能級(jí)躍遷所需能量一樣。 (2)輻射與物質(zhì)間有相互耦合作用偶極距有變化 分子的振動(dòng)都有一

5、個(gè)在的頻率，如果輻射到分子上的紅外線的頻率與分子振動(dòng)的在頻率不同，分子振動(dòng)不受到影響。如果二者一樣，則會(huì)產(chǎn)生共振效應(yīng)，分子吸收入射的紅外線，振幅增大，能量增加。分子具有在的振動(dòng)頻率只是共振效應(yīng)產(chǎn)生的必要條件之一。在頻率的大小決定了分子吸收何種頻率的紅外線。而這種吸收能否發(fā)生則由分子在振動(dòng)過(guò)程中偶極矩是否發(fā)生變化所決定。如果一個(gè)分子的正負(fù)電荷的重心不重合，當(dāng)分子進(jìn)展伸縮振動(dòng)時(shí)，正負(fù)電荷重心的距離跟隨發(fā)生相應(yīng)的變化，因此偶極矩也相應(yīng)的伸長(zhǎng)或者收縮。 當(dāng)一個(gè)紅外光子作用于分子時(shí)，由于紅外光子的波長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子的體積，可以認(rèn)為分子處于均勻的電場(chǎng)中。多原子分子的振動(dòng)較為復(fù)雜原子多、化學(xué)鍵多、空間構(gòu)造復(fù)雜

6、，但可將其分解為多個(gè)簡(jiǎn)正振動(dòng)來(lái)研究。簡(jiǎn)正振動(dòng)是指 整個(gè)分子質(zhì)心不變、整體不轉(zhuǎn)動(dòng)、各原子在原地作簡(jiǎn)諧振動(dòng)且頻率及相位一樣。此時(shí)分子中的任何振動(dòng)可視為所有上述簡(jiǎn)諧振動(dòng)的線性組合。紅外光譜的分區(qū)常見(jiàn)的有機(jī)化合物基團(tuán)頻率出現(xiàn)的圍：4000 600 cm-1可分為：4000-1300cm-1的高波數(shù)段官能團(tuán)區(qū)，以及1300cm-1以下的低波數(shù)段指紋區(qū)。官能團(tuán)區(qū)的峰是由伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的，基團(tuán)的特征吸收峰一般位于該區(qū)，分布較稀疏，容易分辨。指紋區(qū)包含了不含氫的單鍵伸縮振動(dòng)、各鍵的彎曲振動(dòng)及分子的骨架振動(dòng)。特點(diǎn)是振動(dòng)頻率相差不大，振動(dòng)偶合作用較強(qiáng)，易受鄰近基團(tuán)的影響。分子構(gòu)造稍有不同，該區(qū)吸收就有細(xì)微差異。5、

7、紅外光譜的應(yīng)用： = 1 * GB3 紅外光譜法的一般特點(diǎn)：特征性強(qiáng)、測(cè)定快速、不破壞試樣、試樣用量少、操作簡(jiǎn)便、能分析各種狀態(tài)的試樣、分析靈敏度較低、定量分析誤差較大 = 2 * GB3 對(duì)樣品的要求：1試樣純度應(yīng)大于98，或者符合商業(yè)規(guī)格，這樣才便于與純化合物的標(biāo)準(zhǔn)光譜或商業(yè)光譜進(jìn)展對(duì)照，多組份試樣應(yīng)預(yù)先用分餾、萃取、重結(jié)晶或色譜法進(jìn)展別離提純，否則各組份光譜互相重疊，難予解析；2試樣不應(yīng)含水結(jié)晶水或游離水，水有紅外吸收，與羥基峰干擾，而且會(huì)侵蝕吸收池的鹽窗。所用試樣應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)枯燥處理；3試樣濃度和厚度要適當(dāng)，使最強(qiáng)吸收透光度在520%之間 = 3 * GB3 定性分析和構(gòu)造分析：紅外光譜具

8、有鮮明的特征性，其譜帶的數(shù)目、位置、形狀和強(qiáng)度都隨化合物不同而各不一樣。因此，紅外光譜法是定性鑒定和構(gòu)造分析的有力工具。 = 4 * GB3 定量分析：紅外光譜有許多譜帶可供選擇，更有利于排除干擾。紅外光源發(fā)光能量較低，紅外檢測(cè)器的靈敏度也很低，103吸收池厚度小、單色器狹縫寬度大，測(cè)量誤差也較大。對(duì)于農(nóng)藥組份、土壤外表水份、田間二氧化碳含量的測(cè)定和谷物油料作物及肉類食品中蛋白質(zhì)、脂肪和水份含量的測(cè)定，紅外光譜法是較好的分析方法。舉例：有一化合物分子式為C7H6O2，其紅外光譜如下列圖，試推斷其構(gòu)造。 由圖觀察可得出：(1)U170.5(-6)5，可能有苯環(huán)、雙鍵各一個(gè)。(2)1684cm-1強(qiáng)峰是C=O吸收對(duì)不飽和奉獻(xiàn)為1。(3)在33002500cm-1區(qū)域有寬而散的OH吸收峰；935cm-1為羧酸二聚體的OH吸收；1400和1300cm-1為羧酸的CO和OH吸收。6、總結(jié)不管怎樣，近紅外技術(shù)在我們的日常檢測(cè)中，對(duì)于比擬成熟的檢測(cè)工程，它還是有不可取代的特點(diǎn)的。把握好紅外檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，相信在不久的將來(lái)，相關(guān)的