紫外可見分光光度法實(shí)驗(yàn)課件

紫外可見分光

光度法實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師：馬少妹實(shí)驗(yàn)1紫外吸收光譜的測(cè)繪實(shí)驗(yàn)2鑒定和識(shí)別有機(jī)化合物中的電子躍遷類型實(shí)驗(yàn)3

紫外分光光度法同時(shí)測(cè)定維生素CE實(shí)驗(yàn)4三氯苯酚存在時(shí)苯酚含量的紫外分光光度法測(cè)定實(shí)驗(yàn)5

紫外可見吸收光譜法測(cè)定雙組分混合物2023/3/91.每個(gè)實(shí)驗(yàn)于下個(gè)實(shí)驗(yàn)之前交，每人交一份。報(bào)告要書寫整齊清楚。2.報(bào)告不可剽竊或抄襲他人之作，更不可造假數(shù)據(jù)。3.報(bào)告以A4大小紙張撰寫，格式如下:封面:記載實(shí)驗(yàn)序號(hào)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)日期及報(bào)告人姓名。內(nèi)容:按“前言→實(shí)驗(yàn)方法及步驟→實(shí)驗(yàn)結(jié)果→討論→結(jié)語→參考文獻(xiàn)→附錄”等。(I)在“前言”(或“緒論”)部份，扼要敘述實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褂弥畠x器的特性，分析的基本原理，理論背景等，并用幾句話歸納所作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及所獲得的結(jié)果。

儀器分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫法2023/3/9(II)在”實(shí)驗(yàn)方法及步驟”部份則列述使用之儀器設(shè)備，試劑與材料以及實(shí)驗(yàn)步驟。(III)在“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”部分，報(bào)告你們所獲得的結(jié)果，這些結(jié)果可能是經(jīng)過計(jì)算或換算之后的數(shù)據(jù)，以圖、表等方式呈現(xiàn)，不用把原始數(shù)據(jù)原封不動(dòng)的搬出來，原始數(shù)據(jù)最好放在“附錄”。數(shù)據(jù)的整理及計(jì)算過程要敘述清楚，同時(shí)要注意單位，別遺落了。(IV)接下來在“討論”部分，就是解釋所獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。要把結(jié)果融入理理論面，討論所得到的結(jié)果是不是如所預(yù)期的，還有這些結(jié)果是否符合理論推斷。討論一下所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果有何功用，能夠回答什么樣的問題，或者另外又產(chǎn)生了什么問題值得繼續(xù)探討。還有探討實(shí)驗(yàn)時(shí)有無瑕疵2023/3/9實(shí)驗(yàn)1紫外吸收光譜的測(cè)繪

1．目的掌握紫外吸收光譜的繪制方法。利用吸收光譜進(jìn)行化合物的鑒定，并了解溶劑性質(zhì)對(duì)吸收光譜的影響。2．原理紫外吸收光譜為有機(jī)化合物的定性分析提供了有用的信息，其方法是將未知化合物的光譜與純的已知化合物的光譜圖進(jìn)行比較，兩者一致就可認(rèn)為它們?cè)诨瘜W(xué)上大致是相同的。

比較光譜圖的方法是將未知試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣品以相同濃度配制在相同的溶劑中，再分別測(cè)繪吸收光諸，比較兩者是否一致。2023/3/9也可將未知試樣的吸收光譜圖與標(biāo)準(zhǔn)圖譜（如Sadtler紫外光詣圖相比較。有時(shí)，相同的紫外吸收光譜，并不是兩種化合物完全相同的充分證據(jù)。雖然分子結(jié)構(gòu)不同，只要具有相同的發(fā)色團(tuán)，它們的最大吸收波長(zhǎng)λmax相同。然而，其摩爾吸光系數(shù)εmax值是有差別的。因此，必須比較兩吸收光譜的λmax和εmax數(shù)值是否一致。對(duì)于有許多吸收峰的光譜圖，還可規(guī)定幾個(gè)吸收峰的εmax之間的比值進(jìn)行比較。通過未知試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣品的光譜圖上這些吸收特征的比較，若它們完全相同，那么被鑒定物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)樣品可能是同一種物質(zhì)，再根據(jù)其它資料進(jìn)行確證。在沒有紫外吸收峰的物質(zhì)中檢查有高吸光系數(shù)的雜質(zhì)是紫外吸收光譜的重要用途之一。如乙醇中2023/3/9雜質(zhì)苯的檢查，只需測(cè)定256nm處有無苯吸收峰即可。因?yàn)樵谶@一波段，主成份乙醇無吸收。在繪制比較用的紫外吸收光譜圖時(shí)，必須采用相同溶劑，以排除溶劑的極性對(duì)吸收光譜的影響。同時(shí)還應(yīng)注意pH、溫度等因素的影響。在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)注意溶劑的純度，最好使用光譜純等級(jí)的溶劑，否則應(yīng)事先除去溶劑中含有的雜質(zhì)。3．儀器與試劑916型紫外-可見分光光度計(jì)容量瓶若干。乙醇、異丙叉丙酮（

（

()、正已烷、氯仿、甲醇、鄰甲苯酚、鹽酸0.1mol/L、

2023/3/90.1mol/L鹽酸水溶液中；(II)在中性乙醇中；(III)在0.1mol/L氫氧化鈉水溶液中。B．配制濃度為5.2mg／L異丙叉丙酮溶液，其溶劑分別為正己烷、氯仿、甲醇、去離子水。C．用lcm有蓋石英液槽，以相應(yīng)的溶劑作參比液，測(cè)繪各溶液在210~350nm的吸收光譜。5．?dāng)?shù)據(jù)及處理（1）記錄未知化合物的吸收光譜及實(shí)驗(yàn)條件。確定峰值波長(zhǎng)，計(jì)算峰值波長(zhǎng)處εmax值，與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖進(jìn)行比較，指出它可能是什么化合物，并計(jì)算其摩爾吸光系數(shù)。（2）記錄乙醇試樣的吸收光譜以及實(shí)驗(yàn)條件。從吸收光譜鑒2023/3/9別乙醇試樣中是否有苯存在。（3）記錄各個(gè)鄰甲苯酚溶液的吸收光譜及實(shí)驗(yàn)條件。比較吸收光譜有何變化，結(jié)論如何？（4）記錄各個(gè)異丙叉丙酮溶液的吸收光譜及實(shí)驗(yàn)條件，比較吸收峰的波長(zhǎng)隨溶劑極性的變化，結(jié)論如何？6．思考題1、試樣溶液濃度過大或過小，對(duì)測(cè)量有何影響？應(yīng)如何調(diào)整？2、狹縫寬度大小對(duì)吸收光譜的輪廓、峰值波長(zhǎng)的位置及吸光系數(shù)有何影響?如何選擇狹縫寬度？（復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系《儀器分析實(shí)驗(yàn)》編寫組編，《儀器分析實(shí)驗(yàn)》P40）2023/3/9實(shí)驗(yàn)2鑒定和識(shí)別有機(jī)化合物中的電子躍遷類型

1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉有機(jī)化合物中幾種主要的電子躍遷類型。（2）了解環(huán)境對(duì)體系的影響。2．方法原理當(dāng)分了中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的生色團(tuán)時(shí)，它們之間的相對(duì)位置將會(huì)影響分子的吸收帶，其一般規(guī)律如下：1）當(dāng)分子中兩個(gè)生色團(tuán)被一個(gè)以上的碳原子分開時(shí)，產(chǎn)生的吸收等于兩個(gè)生色團(tuán)單獨(dú)存在時(shí)的和；2）當(dāng)分子中兩個(gè)生色團(tuán)相鄰接時(shí)，其吸收波長(zhǎng)比只有一個(gè)生色團(tuán)時(shí)出現(xiàn)在較長(zhǎng)波長(zhǎng)處，且吸收強(qiáng)度增強(qiáng)；2023/3/9（4）1.0×10-2mol/L2，5-己二酮，溶劑：水。（5）2.5×10-2mol/L亞異丙基丙酮，溶劑：己烷。（6）2.5×10-2mol/L甲基酮，溶劑：水。（7）6.6×10-5mol/L亞異丙基丙酮，溶劑：己烷。（8）6.6×10-5mol/L亞異丙基丙酮，溶劑：水。（9）4.0×10-3mol/L苯，溶劑：甲醇。（10）3.1×10-4mol/L苯酚，溶劑：甲醇。（11）3.1×10-4mol/L苯酚鈉，溶劑：甲醇。2023/3/94．實(shí)驗(yàn)步驟（1）仔細(xì)閱讀儀器操作說明書，開啟儀器。（2）用與該溶液對(duì)應(yīng)的溶劑為參照，分別測(cè)定上述11種溶液在200-650nm范圍內(nèi)的吸收光譜曲線。記錄其最大吸收波長(zhǎng)λmax和吸光波A(注意：手拿比色皿時(shí)，只接觸毛玻璃一側(cè))。（3）一滴純苯在比色皿的底部，并且蓋上蓋子，讓其自然揮發(fā)，以空氣為參照，測(cè)定氣態(tài)苯的吸收光譜曲線，記錄λmax和吸光波A。5．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）計(jì)算11種溶液的摩爾吸收系數(shù)εmax；（2）用列表形式總結(jié)所測(cè)試樣的λmax、εmax及吸收帶的躍遷類型。2023/3/96．問題討論（1）指出碘甲烷在水和己烷中測(cè)定時(shí)，最大吸收波長(zhǎng)相差多少？（2）為什么在紫外-可見光區(qū)常用水、甲醇和已烷為溶劑測(cè)定吸收光譜曲線？（3）分別指出亞異基丙酮中，n→π*和π→π*躍遷吸收帶，并說明理由。（4）試推測(cè)0.1mol/L2,5,8-三壬酮和2-烯5,8-壬二酮的紫外吸收光譜曲線。

（5）共軛作用如何影響亞異丙酮的光譜？推測(cè)l-戊烯-1,5二烯和1,3,5-己三烯的光譜曲線。2023/3/9實(shí)驗(yàn)3同時(shí)測(cè)定維生素C和維生素E2．實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆赵谧贤鈪^(qū)中同時(shí)測(cè)定—個(gè)雙組分體系[抗壞血酸(維生素C)和α-生育酚(維生索E)的實(shí)驗(yàn)方法。2．儀器和試劑916型紫外-可見分光光度計(jì)；，石英比色皿2只，容量瓶移和液管若干。抗壞血酸（AR）：0.0132g／L在無水乙醇中(7.50×l0-5mol/L)；α-生育酚(維生素E)：0.0488g/L在無水乙醇中；無水乙醇；未知溶液：在無水乙醇中含有抗杯血酸和α-生育酚溶液。2023/3/93．實(shí)驗(yàn)原理在同一溶液中同的測(cè)定雙組分的原理已在第五章中介紹過?？箟难岱Q為“水溶性”維生素，α-生育酚稱為“脂溶性”維生素。但是，它們二者都溶解于無水乙醇從而能夠在紫外區(qū)測(cè)定，因?yàn)榭箟难峋徛匮趸蔀槊摎淇箟难?，所以必須每天制備新鮮的溶液。α-生育酚比較穩(wěn)定?？箟难岷挺?生育酚起抗氧劑作用，即它們?cè)谝欢〞r(shí)間內(nèi)能防止油脂酸敗。兩者結(jié)合一起的效果超過單獨(dú)添加使用時(shí)的效果，因?yàn)樗鼈冊(cè)诳寡趸阅芊矫媸恰皡f(xié)同的”。由于這個(gè)原因，它們對(duì)于防護(hù)各種食品油脂氧化是一種有效的組合試劑。2023/3/94．操作步驟制備抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別取抗壞血酸貯備液2，3，4和5ml于25mL容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度，以同樣的方法制備α-生育酚的標(biāo)準(zhǔn)溶液，將2，3，4和5mLα-生育酚貯備溶液稀釋到25mI。以無水乙醇作為參比調(diào)得320-220nm的吸收光譜。將四個(gè)抗壞血酸的光譜繪在同一個(gè)圖上。同樣，將四個(gè)α-生育酚的光譜繪在同一個(gè)圖上。按同樣方法測(cè)定未知溶液的吸收光譜。5．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）繪制抗壞血酸和α-生育酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線：選擇每種物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)(對(duì)于抗壞血酸約為246nm，對(duì)于α-生育酚約2023/3/9實(shí)驗(yàn)4三氯苯酚存在時(shí)苯酚含量的紫外分光光度法測(cè)定1．目的：掌握等吸光度測(cè)量法消除干擾的原理及實(shí)驗(yàn)方法。2．原理：分光光度法測(cè)定多組份混合物時(shí)，通過解聯(lián)立方程式，可求出各組份含量。然而，對(duì)吸收光譜相互重疊的兩組份混合物，若只要測(cè)定其中其一組份含量，可利用等吸光度測(cè)量法達(dá)到目的。對(duì)含有N和M兩組份的試樣，設(shè)它們的吸收光譜相互重疊，如圖6-1。如要求測(cè)定M組份含量而消除N組份的干擾，則可從N的吸收光譜上選擇兩個(gè)波長(zhǎng)λ1、λ2，在這兩波長(zhǎng)處N組份具有相等的吸光度

2023/3/9即對(duì)N來說，不論其濃度是多少，△AN＝Aλ1－Aλ2=0。這樣，就可從這兩個(gè)波長(zhǎng)測(cè)得M的吸光度差值△AM確定M組份的含量。因?yàn)椤鰽M與M的濃度呈線性關(guān)系。這個(gè)方法就是等吸光度測(cè)定法。由上可見，所選得的波長(zhǎng)必須滿足兩個(gè)基本條件：①在這兩波長(zhǎng)處，干擾組份應(yīng)具有相同的吸光度即△AN等于零；②在這兩波長(zhǎng)處，待測(cè)組份的吸光度差值△AM足夠大。為了選擇有利于測(cè)量的λ1、λ2，應(yīng)先分別測(cè)繪它們單一組份時(shí)的吸收光譜，再用作圖法確定λ1和λ2。在待測(cè)組份M的吸收峰處或其附近選擇一測(cè)定波長(zhǎng)λ2，作一垂直于X軸的直線，交于干擾組份N的吸收光譜上的某一點(diǎn)，再從此點(diǎn)畫一平行于X軸的直線，在組份N的吸收光譜上便可得到一個(gè)或幾個(gè)交點(diǎn)，2023/3/9交點(diǎn)處的波長(zhǎng)可作為參比波長(zhǎng)λ1。當(dāng)λ1有幾個(gè)位置可供選擇時(shí)，所選擇的λ1應(yīng)能獲得較大的待測(cè)組份的吸光度差值。本實(shí)驗(yàn)中，2，4，6—三氯苯酚水溶液和苯酚水溶液的吸收光譜相互重疊，要求測(cè)定2，4，6—三氯苯酚存在下苯酚的含量。3．儀器與試劑916型紫外-可見分光光度計(jì)；，石英比色皿2只，容量瓶25毫升7個(gè)，吸量管5毫升2支，燒杯25毫升2個(gè)。苯酚水溶液(0.250g/L)：稱取25.0毫克苯酚，用去離子水溶解，在容量瓶中稀釋至100毫升，搖勻。2，4，6—三氯苯酚水溶液(0.10g／L)：稱取l0毫克2，4，6—三氯苯酚，用去離子水溶解，在100毫升容量瓶中稀釋至刻度，搖勻。2023/3/9相等。（3）苯酚水溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制及未知試樣溶液的測(cè)定：在所選擇的測(cè)定波長(zhǎng)及λ2及參比波長(zhǎng)λ1處，用去離子水作參比溶液，分別測(cè)定苯酚系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中含有2，4，6—三氯苯酚的未知試樣溶液的吸光度。5．?dāng)?shù)據(jù)及處理（1）在同一坐標(biāo)上繪制苯酚水溶液及2，4，6—三氯苯酚水溶液的吸收光譜，并選擇合適的測(cè)定波長(zhǎng)λ2及參比波長(zhǎng)λ1。（2）求出系列標(biāo)準(zhǔn)溶液在兩波長(zhǎng)處吸光度的差值△Aλ2-λ1。以△Aλ2-λ1為縱坐標(biāo)，苯酚水溶液的濃度C為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。由未知試樣溶液的△Aλ2-λ1值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得未知試樣溶液中苯酚的濃度(mg／L)。2023/3/96．思考題（1）本實(shí)驗(yàn)與普通的分光光度法有何異同?（2）如需測(cè)定未知試樣溶液中苯酚及2，4，6—三氯苯酚兩組份的含量，應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?測(cè)量波長(zhǎng)要如何選擇？（復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系《儀器分析實(shí)驗(yàn)》編寫組編，《儀器分析實(shí)驗(yàn)》P25）2023/3/9在λ1處：

在λ2處：式中：Aλ1、Aλ2為混合液a+b在λ1、λ2處吸光度；Aλ1a、Aλ2a是混合溶液中組分a在λ1、λ2處吸光度；Aλ1b、Aλ2b是混合溶液中組分b在λ1、λ2處吸光度。首先要從已知濃度的各單獨(dú)組分吸收光譜中獲得：如何求呢?2023/3/9聯(lián)立求解式（1）和（2）組成的方程組可求得Ca、Cb。采用此法可求得兩種以上組分的含量。儀器和試劑916型紫外-可見分光光度計(jì)（澳大利亞GBC公司）；石英比色皿2只（1cm）；容量瓶（50ml）和移液管若干。0.020mol/LKMnO4、0.020mol/LK2Cr2O7

的貯備溶液（其中都含有H2SO40.5mol/L、KIO42g/L）

操作步驟⑴制備標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別取KMnO4貯備液于50mL容量瓶中，稀釋成濃度為0.0001，0.0002，0.0003，0.0004，0.0005mol/L；以同樣的方法制備K2Cr2O7的標(biāo)準(zhǔn)溶液，濃度為0.0003，0.0006，0.0009，0.0012，0.0015mol/L。2023/3/9⑵測(cè)量波長(zhǎng)的選擇：以水作為參比液，分別對(duì)KMnO4K2Cr2O7的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行（350-625nm）掃描.（見下圖）⑶測(cè)定KMnO4、K2Cr2O7標(biāo)液及樣品在測(cè)量波長(zhǎng)處的吸光度。(1.在445nm測(cè)K2Cr2O7標(biāo)液、樣品、KMnO4標(biāo)液的吸光度。2.在545nm測(cè)KMnO4標(biāo)液、樣品、K2Cr2O7標(biāo)液的吸光度)

數(shù)據(jù)處理（1）繪制KMnO4和K2Cr2O7的標(biāo)準(zhǔn)曲線：以吸光度對(duì)濃度作圖（見下圖）（2）計(jì)算KMnO4和K2Cr2O7在波長(zhǎng)（440nm和545nm）時(shí)的摩爾吸光系數(shù)，即標(biāo)準(zhǔn)曲線圖的斜率。見下圖（3）計(jì)算樣品中KMnO4和K2Cr2O7的濃度：根據(jù)吸光度的加和性，聯(lián)立方程解求得。

2023/3/90.00.250.50.751.01.251.51.752.02.25Abs390.0410.0430.0450.0470.0490.0510.0530.0550.0570.0590.0610.0630.0λ/nm

吸收光譜曲線

KMnO4和K2Cr2O7的混合物KMnO4K2Cr2O7λ＝440nmλ＝545nm2023/3/9Cr2O72-CrO42-0.00.10.20.30.40.50.60.70.8Abs300.0325.0350.0