苯酚與苯酚鈉紫外吸收曲線的制作及其含量的測定

1、實驗一 苯酚和苯酚鈉紫外吸收曲線的制作及其含量的測定實驗二 聚苯乙烯的紅外光譜測定與譜圖分析實驗三 火焰原子吸收法銅含量的測定實驗四 高效液相色譜儀的結(jié)構(gòu)認(rèn)識及基本操作實驗安排：（紫外吸收光譜法）（紅外吸收光譜法）（原子吸收光譜法）（高效液相色譜法）吸收光譜學(xué)研究的課題是光與物質(zhì)相互作用過程的有關(guān)問題。光譜學(xué)基礎(chǔ)知識近紫外：200 400 nm；近紅外：750 2500 nm 可見光： 400 750 nm，人眼所能感覺到的波長范圍 1. 光的基本性質(zhì)2. 物質(zhì)的基本性質(zhì) 原子或分子中的電子，總是處在某一種運(yùn)動狀態(tài)之中。 每一種狀態(tài)具有一定的能量，對應(yīng)一定的能級。 電子如果吸收了外來輻射的能量

2、，就可以一個較低能量的能級躍遷到另一個能量較高的能級。光譜學(xué)基礎(chǔ)知識3. 吸收光譜的種類原子吸收光譜和分子吸收光譜紫外吸收光譜和紅外吸收光譜 在無外來作用時，原子中各電子都盡可能的處于最低能級，能量最低(基態(tài))。 當(dāng)有外來因素的激發(fā)時，它的一個電子或幾個電子就可能躍遷到較高能級上去(激發(fā)態(tài))。一. 原子吸收光譜原子處于基態(tài)光、電等激發(fā)態(tài) 當(dāng)一連續(xù)頻率的輻射照射單原子時，它將吸收不同波長的光而從基態(tài)躍遷到較高的能級，將這些不同波長的光用譜板記錄下來便得到一條條譜線，這就是原子吸收光譜。 原子的激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，它只能以極短的時間處于這種狀態(tài)，約10-8-10-5s后，便要恢復(fù)原狀，即躍遷回基態(tài)，而把

3、多余的能量用發(fā)光的方式放射出來。同時，發(fā)生其他能級間的躍遷，放出其他波長的光。將這些不同波長的光記錄下來，便得到一條條譜線，這就是原子發(fā)射光譜。原子吸收光譜躍遷前后兩個能級的能量差遵守嚴(yán)格的量子規(guī)則 一般為110eV，吸收或發(fā)射的能量都是h的整數(shù)倍，故各條譜線的波長(或頻率)差別較大，呈線狀分開，所以原子光譜是不連續(xù)性的線狀光譜。一. 原子吸收光譜二. 分子吸收光譜1. 分子光譜產(chǎn)生的機(jī)理與原子光譜很相似 M + 熱M + h M *基態(tài) 激發(fā)態(tài)E1 （E） E2M + 熒光或磷光熒光光譜 2. 分子光譜與原子光譜有許多不同之處。 原子光譜是由一條條譜線組成的，譜線的數(shù)目較少，間隔較大。而分子

4、光譜，譜線的數(shù)目很多，且較密集，呈帶狀光譜。這是由于分子的能級分布比較復(fù)雜。對原子而言，只有電子相對于原子核的運(yùn)動。 二. 分子吸收光譜物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動形式：（1）電子相對于原子核的運(yùn)動；（2）原子核在其平衡位置附近的相對振動；（3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動。當(dāng)一分子吸收外來輻射后，其能量變化為： E E轉(zhuǎn)+ E振+ E電子 當(dāng)發(fā)生電子能級躍遷時，不可避免地發(fā)生振動能級和轉(zhuǎn)動能級之間的躍遷，所得到的一系列譜線彼此間波長間隔很小，連在一起呈帶狀，稱帶狀光譜。 1. 轉(zhuǎn)動能級的能量差：小于0.05 eV，躍遷產(chǎn)生吸收光譜位于遠(yuǎn)紅外區(qū)，遠(yuǎn)紅外光譜或分子轉(zhuǎn)動光譜2. 振動能級的能量差約為：0.051

5、 eV，躍遷產(chǎn)生的吸收光譜位于紅外區(qū)，紅外光譜或分子振動光譜3. 電子能級的能量差較大1 10 eV，電子躍遷產(chǎn)生的吸收光譜在紫外可見光區(qū)，紫外可見光譜或分子的電子光譜二. 分子吸收光譜環(huán)境儀器分析實驗之紫外光譜法苯酚與苯酚鈉紫外吸收曲線的制作及其含量的測定王春燕二一九年四月一、實驗?zāi)康牧私庾贤?可見分光光度計的基本原理，并學(xué)會使用紫外-可見分光光度計；分別使用UV6100型和TU-1810型紫外-可見分光光度計制作紫外吸收曲線，并進(jìn)行比較；熟練運(yùn)用UV6100型和TU-1810型紫外-可見分光光度計制作苯酚吸收的標(biāo)準(zhǔn)曲線，并確定苯酚的含量；比較在不同溶劑下吸收曲線的變化。二、紫外光譜法基本原

6、理UV分子外層價電子能級的躍遷（電子能譜），可用于結(jié)構(gòu)鑒定和定量分析；電子躍遷的同時，伴隨著振動轉(zhuǎn)動能級的躍遷；帶狀光譜。1.物質(zhì)對光的選擇性吸收二、紫外光譜法基本原理物質(zhì)對可見光中某些特定波長的光選擇性吸收，使得他們呈現(xiàn)出特征的顏色。1.物質(zhì)的吸收曲線及定性分析二、紫外光譜法基本原理物質(zhì)分子的能級是千差萬別的，內(nèi)部各種能級的間隔也不相同，所以物質(zhì)對光的選擇性吸收可反映分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異，可以根據(jù)吸收曲線的形狀和最大吸收波長的位置，對物質(zhì)定性分析。AB 依據(jù)：朗伯-比耳定律 吸光度： A = bc 透光度：-lgT = bc2.物質(zhì)的吸收曲線及定量分析二、紫外光譜法基本原理當(dāng)液層厚度為定值時，

7、吸光度A與樣品濃度呈正比例關(guān)系。通常測定最大吸收波長max處的吸光度，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)定未知樣濃度。朗伯-比爾定律的適用條件：1.單色光 應(yīng)選用max處或肩峰處測定，靈敏度高2.吸光質(zhì)點(diǎn)形式不變 離解、絡(luò)合、締合會破壞線性關(guān)系 應(yīng)控制條件(酸度、濃度、介質(zhì)等)3.稀溶液 濃度增大，分子之間作用增強(qiáng)，折射率發(fā)生偏移。所測吸光度為0.15-1.0或 透光率為10%-70%，物質(zhì)濃度的測量誤差最小。3.物質(zhì)的吸收曲線及定量分析二、紫外光譜法基本原理亞甲藍(lán)陽離子水溶液的吸收光譜a. 6.3610-6 mol/Lb. 1.2710-4 mol/Lc. 5.9710-4 mol/L單體 max= 660

8、nm二聚體 max= 610 nm4.吸收曲線的特點(diǎn)：同一種物質(zhì)對不同波長光的吸光度不同。吸光度最大處對應(yīng)的波長稱為最大吸收波長max。不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似max不變。而對于不同物質(zhì)，它們的吸收曲線形狀和max則不同。吸收曲線可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長下吸光度 A 有差異，在max處吸光度A 的差異最大。此特性可作作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。在max處吸光度隨濃度變化的幅度最大，所以測定最靈敏。吸收曲線是定量分析中選擇入射光波長的重要依據(jù)。二、紫外光譜法基本原理單色器單色器單色器單色器吸收池吸收池吸收池吸收池檢測器檢

9、測器檢測器紫外-可見分光光度計的結(jié)構(gòu)示意圖三、儀器結(jié)構(gòu)與原理單光束雙光束雙波長有機(jī)化合物的紫外可見吸收光譜分子軌道理論：成鍵軌道反鍵軌道。當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量大小順序為：n* * n* *R帶雜原子的孤對電子發(fā)生n* 躍遷，吸收相對較弱；K帶是二個或二個以上鍵共軛時，電子向 * 反鍵軌道躍遷；E帶包括E1和E2帶，是苯環(huán)上三個雙鍵共軛體系中的電子向*反鍵軌道躍遷；B帶苯環(huán)* 躍遷和苯環(huán)振動的重疊引起，吸收相對較弱sp *s *RKE,BnpECOHnpsH四、實驗原理在有機(jī)化合物分子中有形成單鍵的電子、有形成雙鍵的電子、有未成

10、鍵的孤對n電子。四、實驗原理 苯酚在稀硫酸中幾乎不電離，以分子形式存在，在氫氧化鈉溶液中以苯酚鈉形式存在。分別以稀硫酸和氫氧化鈉溶液為介質(zhì)，制作這兩種溶液的吸收曲線，即為苯酚和苯酚鈉的吸收曲線。由于氫基上氫的電離，生成苯酚負(fù)離子中氧的供電性很強(qiáng)，與苯環(huán)的共軛增強(qiáng)，使紫外吸收曲線發(fā)生紅移。R帶R帶五、實驗內(nèi)容及步驟（一）儀器型號 UV6100型和TU-1810型紫外-可見分光光度計（二）實驗內(nèi)容 苯酚與苯酚鈉紫外吸收曲線的制作及其含量的測定（三） 實驗試劑 H2SO4水溶液：0.05mol/L NaOH水溶液：0.1mol/L； 苯酚儲備液：準(zhǔn)確稱取0.2500g苯酚，用二次蒸餾水溶解，移入 1

11、00mL容量瓶中定容；然后吸取10mL于另一只100mL容量瓶中，稀 釋至100mL，此苯酚標(biāo)液濃度0.250mg/mL;五、實驗內(nèi)容及步驟（四）實驗步驟 1. 吸收曲線制作 準(zhǔn)確稱取苯酚水溶液5.00 mL于2只100 mL容量瓶中，分別用0.05 mol/L H2SO4,0.1mol/L NaOH稀釋至刻度，并以0.05 mol/L H2SO4,0.1mol/L NaOH 作空白，在210-400nm，以5nm為間隔，以UV6100和TU1810型紫外-可見分光光度計測定溶液的吸光度，找出R吸收并找出R吸收帶最大吸收波長max。 2. 制作苯酚標(biāo)準(zhǔn)曲線 分別吸取苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液0mL，1.0mL，2.0mL，3.0mL，4.0mL，5.0mL于6只25mL容量瓶中，用蒸餾水定容，最終濃度為0ug/mL， 0.5ug/mL， 1.0ug/mL， 1.5ug/mL， 2.0ug/mL， 2.5ug/mL，以蒸餾水為參比，測定最大吸收波長max處的吸光度。 3. 測定未知樣品中苯酚的吸光度以蒸餾水為參比，測定未知樣最大吸收波長max處的吸光度。六、數(shù)據(jù)處理用紫外-可見分光光度計測量掃描得到苯酚在H2SO