有機(jī)物的紅外光譜測(cè)繪

1、有機(jī)物的紅外光譜測(cè)繪及結(jié)構(gòu)分析學(xué)生：藍(lán)廣源學(xué)號(hào)：20120010011組員：黃日權(quán)、熊杏萍、梁培彬指導(dǎo)老師：易芬云一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握溴化鉀壓片法制備固體樣品的方法；2、掌握液膜法制備液體樣品的方法；3、學(xué)習(xí)并掌握紅外光譜儀的使用方法；4、初步學(xué)習(xí)紅外譜圖的解析。二、實(shí)驗(yàn)原理物質(zhì)分子中的各種不同基團(tuán)，在有選擇地吸收不同頻率的紅外輻射后，發(fā)生振動(dòng)能級(jí)之間的躍遷，形成各自獨(dú)特的紅外吸收光譜。據(jù)此可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析。特別是對(duì)化合物結(jié)構(gòu)的鑒定，應(yīng)用更為廣泛?；鶊F(tuán)的振動(dòng)頻率和吸收強(qiáng)度與組成基團(tuán)的原子質(zhì)量、化學(xué)鍵類型及分子的幾何構(gòu)型等有關(guān)。因此根據(jù)紅外吸收光譜的峰位置、峰強(qiáng)度、峰形狀和峰的數(shù)目，可

2、以判斷物質(zhì)中可能存在的某些官能團(tuán)，進(jìn)而推斷未知物的結(jié)構(gòu)。如果分子比較復(fù)雜，還需結(jié)合紫外光譜、核磁共振譜以及質(zhì)譜等手段作綜合判斷。最后可通過(guò)與未知樣品相同測(cè)定條件下得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品的譜圖或已發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)譜圖（如Sadtler紅外光譜圖等）進(jìn)行比較分析，做出進(jìn)一步的證實(shí)。如找不到標(biāo)準(zhǔn)樣品或標(biāo)準(zhǔn)譜圖，則可根據(jù)所推測(cè)的某些官能團(tuán)，用制備模型化合物的方法來(lái)核實(shí)。三、儀器和藥品儀器：傅立葉變換紅外光譜儀、壓片機(jī)、瑪瑙研缽、氯化鈉鹽片、快速紅外干燥箱。試劑：苯甲酸（于80C下干燥24h,存于保干器中）、溴化鉀（于130C下干燥24h,存于保干器中）、正丁醇、聚乙烯薄膜、四氯化碳。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)繪苯甲酸的紅外

3、吸收光譜溴化鉀壓片法；取10mg苯甲酸，加入1.5g溴化鉀粉末，在瑪瑙研缽中充分磨細(xì)（顆粒約2pm），使之混合均勻，并將其在紅外燈下烘10min左右。取出約120mg-150mg混合物均勻鋪灑在干凈的壓模內(nèi)，于壓片機(jī)上在8Mpa壓力下，壓min，制成直徑為13mm、厚度為1mm的透明薄片。將此片裝于固體樣品架上，樣品架插入型紅外光譜儀的樣品池處，從4000-600cm進(jìn)行波數(shù)掃描，得到吸收光譜。2、測(cè)繪乙醇的紅外吸收光譜液膜法：戴上指套，取兩片氯化鈉鹽片，用無(wú)水乙醇清洗其表面，并放入紅外燈下烘干備用。在可拆式液體池的金屬池板上墊上橡膠圈，在孔中央位置放一鹽片，然后滴半滴液體試樣于鹽片上，將另一

4、鹽片平壓在上面（注意不能有氣泡），墊上橡膠圈，將另一金屬片蓋上，對(duì)角方向旋緊螺絲（螺絲不宜擰得過(guò)緊，否則會(huì)壓碎鹽片）。將鹽片夾緊在其中，然后將此液體池插入紅外光譜儀的樣品池處，從4000-600cm-i進(jìn)行波數(shù)掃描，得到吸收光譜。3、測(cè)繪聚乙烯薄膜的紅外吸收光譜，將薄膜直接夾持在樣品架上進(jìn)行測(cè)試。4、未知有機(jī)物的結(jié)構(gòu)分析：從教師處領(lǐng)取未知有機(jī)物樣品。用液膜法或溴化鉀壓片法制樣，測(cè)繪未知有機(jī)物的紅外吸收光譜。以上紅外吸收光譜測(cè)定時(shí)的參比均為空氣。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及要求1、解析苯甲酸、乙醇、聚乙烯薄膜的紅外吸收光譜圖。指出各譜圖上主要吸收峰的歸屬。706050403020100400020000cm-

5、1cm圖1：苯甲酸的紅外吸收光譜圖官能團(tuán)在、上有四個(gè)峰骨架，存在苯環(huán)在存在鋸齒壯倍頻吸收峰單取代苯在上有強(qiáng)的吸收峰羧基中的在存在寬而分散的吸收峰羧基中的在有強(qiáng)吸收峰羧基中的表2：乙醇的紅外吸收光譜分析表2：乙醇的紅外吸收光譜分析指紋區(qū)在0兩個(gè)特征峰單取代苯的在上有強(qiáng)吸收峰鍵面外彎曲振動(dòng)T%20181614121040003000200010000表T%20181614121040003000200010000cm-1圖2：乙醇的紅外吸收光譜圖官能團(tuán)在有強(qiáng)吸收峰指紋區(qū)在、有吸收峰、存在特征峰區(qū)，有特征峰圖3：聚乙烯薄膜的紅外吸收光譜圖指紋區(qū)在有吸收峰的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)在有吸收峰的對(duì)稱伸縮振動(dòng)在有吸

6、收峰的對(duì)稱彎曲振動(dòng)在有吸收峰長(zhǎng)鏈的面內(nèi)搖擺振動(dòng)T%10080604020400030002000-1T%10080604020400030002000-1cm10000表3：聚乙烯薄膜的紅外吸收光譜分析2、觀察羥基的伸縮振動(dòng)在乙醇及苯甲酸中有何不同。答：苯甲酸的羥基在存在寬而分散的吸收峰，在上有強(qiáng)吸收峰；乙醇中的羥基在在有強(qiáng)吸收峰。3、根據(jù)教師給定的未知有機(jī)物的化學(xué)式計(jì)算不飽和度，并根據(jù)紅外吸收光譜圖上的吸收峰位置，推斷未知有機(jī)物可能存在的官能團(tuán)及其結(jié)構(gòu)式。T%161412108T%161412108642-240003000200010000cm-1圖4：未知物的紅外吸收光譜圖不飽和度+4+

7、叩不飽和度+4D官能團(tuán)在0、9上有四個(gè)峰骨架，存在苯環(huán)在、有兩個(gè)特征峰單取代苯指紋區(qū)在有強(qiáng)吸收峰的伸縮振動(dòng)在有強(qiáng)吸收峰芳香胺的六、注意事項(xiàng)固體試樣研磨過(guò)程中會(huì)吸水。由于吸水的試樣壓片時(shí)，易粘附在模具上不易取下，及水分的存在會(huì)產(chǎn)生光譜干擾，所以研磨后的粉末應(yīng)烘干一段時(shí)間。七、思考題1、傅立葉變換紅外光譜儀的工作原理？答：光源發(fā)出的光被分束器（類似半透半反鏡）分為兩束，一束經(jīng)透射到達(dá)動(dòng)鏡，另一束經(jīng)反射到達(dá)定鏡。兩束光分別經(jīng)定鏡和動(dòng)鏡反射再回到分束器，動(dòng)鏡以一恒定速度作直線運(yùn)動(dòng)，因而經(jīng)分束器分束后的兩束光形成光程差，產(chǎn)生干涉。干涉光在分束器會(huì)合后通過(guò)樣品池，通過(guò)樣品后含有樣品信息的干涉光到達(dá)檢測(cè)器，然后通過(guò)傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最終得到透過(guò)率或吸光度隨波數(shù)或波長(zhǎng)的紅外吸收光譜圖。2、試樣含有水份及其它雜質(zhì)時(shí)，對(duì)紅外吸收光譜分析有何影響？如何消除？答：水分的存在不僅會(huì)侵蝕吸收池的鹽窗，而且水分本身在紅外區(qū)有吸收，將使測(cè)得的光譜圖變形。消除方法如下：1）樣品必須預(yù)先純化，以保證有足夠的純度；2）樣品須預(yù)先除水干燥，避免損壞儀器，同時(shí)避免水峰對(duì)樣品譜圖的干擾；3）易潮解的樣品，需在干燥器其操作，防止潮解。3壓片法對(duì)有哪些要求？為什么研磨后的粉末顆粒直徑不能大于2p?答：壓片法要求試樣雕制劑在中紅外區(qū)（1完全透明，沒(méi)有吸收峰。被測(cè)樣品與它們的配比通常是1：10，0試樣的濃度