紫外吸收光譜法測定苯甲酸

紫外吸收光譜法測定苯甲酸第1頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)了解苯甲酸，山梨酸的紫外吸收特征，并利用這些特征對未知物進(jìn)行定性鑒定。2通過測定有機(jī)化合物紫外吸收光譜，掌握鑒別化合物中發(fā)色團(tuán)及其化合物類型的方法。3掌握有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)與紫外吸收光譜之間內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律。

第2頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)驗(yàn)原理1電磁波譜范圍表光譜名稱波長范圍躍遷類型分析方法X射線0.01－－10nmK和L層電子X射線光譜法遠(yuǎn)紫外光10－－200nm中層電子真空紫外光譜法紫外光200－－400nm價(jià)電子紫外光度法可見光400－－750nm價(jià)電子比色及可見光度法近紅外光0.75－－2.5μm分子振動近紅外光譜法中紅外光2.5－－5.0μm分子振動中紅外光譜法遠(yuǎn)紅外光5.0－－1000μm分子轉(zhuǎn)動和低位振動遠(yuǎn)紅外光譜法微波0.1－－100cm分子轉(zhuǎn)動微波光譜法無線電波1－－1000m核磁共振光譜法第3頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2用紫外或可見光照射含有共軛結(jié)構(gòu)的不飽和化合物時(shí)，分子中的價(jià)電子會從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷，此時(shí)，電子吸收了某一波長的紫外（可見）光。能級躍遷所需的能量與被吸收的紫外（可見）光波長之間的關(guān)系，可按下式計(jì)算：

E=hf=hc/λ

式中：h---普郎克常數(shù)△E—電子能級的能量差（KJ·mol-1）f，λ—被吸收光的頻率和波長

第4頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月電子躍遷主要有σ→σ*，n→σ*,π→π*,n→π*四種形式，它們躍遷所需能量大小為：σ→σ*＞n→σ*≥π→π*＞n→π*其中σ→σ*及n→σ*的躍遷能量大，吸收的光的波長落在真空紫外部分，而n→σ*和共軛體系π→π*躍遷能量較小，落在紫外可見光的范圍內(nèi)。

第5頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月3有機(jī)化合物的紫外波譜性質(zhì)有機(jī)化合物的紫外吸收光譜具有少數(shù)幾個(gè)寬的吸收帶，缺乏精細(xì)結(jié)構(gòu)，它只能反映分子中生色團(tuán)和助色團(tuán)（生色基團(tuán)就是可以吸收光子而產(chǎn)生躍遷的原子基團(tuán)，主要指化合物分子內(nèi)能吸收紫外及可見光的原子基團(tuán)。助色基團(tuán)是指含有未成對電子的非生色基團(tuán)。當(dāng)它與某一生色基團(tuán)相連時(shí)，能使該生色基團(tuán)的吸收波長位置向長波方向移動且光譜強(qiáng)度有所增大）及附近的結(jié)構(gòu)特征，而不能反映整個(gè)分子的特征。因此紫外光譜可用于判別有機(jī)化合物中發(fā)色團(tuán)和助色團(tuán)的種類、位置、數(shù)目，以及區(qū)別飽和與不飽和化合物，測定分子中共軛程度等。但是僅依靠紫外光譜來推斷未知化合物的結(jié)構(gòu)是困難的。

第6頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月4苯甲酸與山梨酸的性質(zhì)與用途

苯甲酸別名安息香酸，白色單斜晶系片狀或針狀結(jié)晶體，略帶安息香或苯甲醛氣味。熔點(diǎn)122.4℃.在100℃時(shí)迅速升華，它的蒸氣有很強(qiáng)的刺激性，吸入后易引起咳嗽。苯甲酸在常溫下微溶于水，石油醚，但溶于熱水,水溶液呈酸性；易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑,也溶于非揮發(fā)性油。對霉菌，酵母和細(xì)菌等有較好的抑制作用，因而對微生物有強(qiáng)烈毒性，但對人體毒害不明顯。

苯甲酸及其鈉鹽可用作乳膠、牙膏、果醬或其他食品的抑菌劑和防腐劑，也可作染色和印色的媒染劑。

第7頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月苯甲酸具有環(huán)狀共軛結(jié)構(gòu)，在波長228nm和272nm處有E吸收帶和B吸收帶（芳香族化合物的特征吸收）；

第8頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月山梨酸（2，4-己二烯酸）無色針狀結(jié)晶或白色結(jié)晶性粉末，無嗅或稍帶刺激性臭味。分子量112.13。熔點(diǎn)132-135℃。沸點(diǎn)228℃(分解)。微溶于水。溶于有機(jī)溶劑。對光、熱穩(wěn)定，但在空氣中長期放置易被氧化著色。

用途：化妝品防腐劑。屬有機(jī)酸類防腐劑。添加量一般在0.5％以下。防腐活性與溶液pH值有密切關(guān)系。當(dāng)溶液pH值為4時(shí)，離解率為14％，當(dāng)pH值為6時(shí)，離解率即高達(dá)94％。因此通常在酸性范圍內(nèi)(pH值4.0-5.5)使用。在pH值為8以下防腐和殺毒作用穩(wěn)定，毒性低，我們常用其鉀鹽作為食品防腐劑。

山梨酸CH3-CH=CH-CH=CH-COOH，具有α，β-不飽和羰基結(jié)構(gòu)，在波長250nm處有π→π*躍遷的K吸收帶。

第9頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月利用紫外吸收光譜鑒定有機(jī)物，其主要依據(jù)是化合物的吸收光譜特征，如吸收曲線的形狀，吸收峰數(shù)目以及各吸收峰波長及摩爾吸收系數(shù)等。

一般來說同一化合物濃度不同時(shí)，光吸收曲線形狀相同，最大吸收波長不變，只是相應(yīng)的吸光度大小不同。

本實(shí)驗(yàn)將通過測定苯甲酸、山梨酸及未知物的紫外吸收光譜，根據(jù)它們的紫外吸收光譜特征鑒定未知物是苯甲酸還是山梨酸。第10頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月三、實(shí)驗(yàn)技能1、容量瓶的使用（1）使用前檢漏：加水至標(biāo)線附近，蓋好瓶塞后，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶頸標(biāo)線以上部分，右手指尖托住瓶底，將瓶倒立2分鐘，如不漏水，將瓶直立，轉(zhuǎn)動瓶塞180°，再倒立2分鐘，如不漏可使用。（使用中，玻璃塞不應(yīng)放在桌面上，以免玷污，操作時(shí)可用一手的食指和中指夾瓶塞的扁頭，當(dāng)操作結(jié)束后隨手將瓶蓋蓋上，也可用橡皮筋或細(xì)繩將瓶塞系在瓶頸上）。（2）洗滌：一般先用自來水洗，最后用蒸餾水水洗3次備用。（3）定量稀釋溶液：用移液管移取一定體積的溶液于容量瓶中，加水至距標(biāo)線約1cm處，等1～2分鐘，使附在瓶頸內(nèi)壁的溶液流下后，再用滴管滴加水至彎液面下緣與標(biāo)線相切，然后蓋上瓶塞，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶頸標(biāo)線以上部分，右手指尖托住瓶底，將容量瓶倒轉(zhuǎn)，使氣泡上升到頂，使瓶振蕩，正立后再次倒轉(zhuǎn)進(jìn)行振蕩，如此反復(fù)15～20次以上，使瓶內(nèi)溶液混合均勻。第11頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月2、移液管的使用（1）洗滌（2）潤洗使用前用吸水紙將尖端內(nèi)外的水除去，然后用待吸液潤洗三次：左手持洗耳球，右手拇指和中指拿住標(biāo)線以上部分，將移液管管尖插入約溶液1～2cm，將待吸液吸至球部1/4處，移出，蕩洗，棄去（切記從尖口放出,應(yīng)保持上管口和食指干燥）。（3）移液：左手持洗耳球，右手拇指和中指拿住標(biāo)線以上部分，將移液管管尖插入約溶液1～2cm，將待吸液吸至標(biāo)線以上，迅速移去洗耳球，同時(shí)用右手食指堵住管口，左手改拿盛待吸液的容器。然后，將移液管往上提起，使之離開液面，并將原深入溶液部分沿容器內(nèi)部輕轉(zhuǎn)兩圈，以除去管壁上的溶液。使容器傾斜45度，其內(nèi)壁與移液管尖緊貼，同時(shí)右手食指微微松動，使液面緩慢下降，直到管內(nèi)溶液的彎月面與標(biāo)線相切，這時(shí)應(yīng)立即用食指按緊管口，停留15秒左右，移開待吸液容器，左手改拿接受溶液的容器，并將接受容器傾斜，使內(nèi)壁緊貼移液管尖，成45度左右，然后放松右手食指，使溶液自然順壁流下，待液面下降到管尖后，等15秒左右，移出移液管。（除特別注明，管尖殘留溶液不吹入接受容器中）。第12頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月3.9100型紫外可見分光光度計(jì)操作規(guī)范①開機(jī)關(guān)好樣品室門，打開儀器電源開頭，預(yù)熱10分鐘。將左邊紫外燈開關(guān)打開，并將后背的扳手打到“UV”處。②測量

A調(diào)節(jié)波長旋鈕，使波長顯示窗顯示所需波長值。B將擋光板、裝有空白液和樣品的比色皿（注意：拿住比色皿的毛玻璃面，四面透光的石英比色皿應(yīng)拿斜對角；比色皿內(nèi)的溶液面高度約為比色皿高度的2/3不應(yīng)低于25毫米且每次量相當(dāng)；比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕跡；用鏡頭紙擦比色皿時(shí)，應(yīng)按一個(gè)方向從上往下擦。）放入樣品室中（注意：不要硬塞以免刮傷比色皿，比色皿不能放在儀器面板上），關(guān)閉樣品室門。C拉動拉手將擋光板置于光路中，按0%鍵，等待顯示T：0.0%；A：3.000(理論值為∞)D拉動拉手將空白液置于光路中，按100%鍵，等待顯示T：100.0%；A：0.000E拉動拉手將待測溶液置于光路中，則顯示器上顯示樣品的吸光度值。③關(guān)機(jī)

測量完畢，先檢查樣品室內(nèi)是否有溶液灑落，若有應(yīng)將溶液用濾紙擦干后再關(guān)好樣品室門，關(guān)閉儀器電源開關(guān)，拔下插頭。特別強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)完畢，比色皿應(yīng)用自來水與蒸餾水沖洗干凈，以免染色。第13頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月四、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

1儀器UV－9100紫外可見分光光度計(jì)容量瓶(50ml)燒杯(250ml)玻璃比色皿(1cm)吸量管(1ml,2ml,5ml,10ml)洗耳球洗瓶2試劑山梨酸苯甲酸乙醇未知物

第14頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1配制溶液取10mg苯甲酸，用乙醇溶解，移入100mL容量瓶中，用乙醇定容（實(shí)驗(yàn)室已配好）。吸取該溶液0.50mL，用乙醇稀釋至25mL，此溶液濃度為2×10-3mg·mL-1。同上方法分別配制濃度為2×10-3mg·mL-1的山梨酸及未知物的乙醇溶液。2測定和紀(jì)錄用1cm比色皿，以乙醇為參比，在波長210---310nm的范圍，分別測定苯甲酸、山梨酸和未知物三種溶液的紫外吸收光譜。

第15頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月表1苯甲酸吸收曲線的測定從吸收曲線上確定苯甲酸的最大波長λmax=??nm波長(nm)200210220230240250260270280290300吸光度(A)波長(nm)310吸光度(A)第16頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月表2山梨酸吸收曲線的測定從吸收曲線上確定山梨酸的最大波長λmax=??nm波長(nm)210220230240250260270280290300310吸光度(A)波長(nm)吸光度(A)第17頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月表3未知物吸收曲線的測定吸光度(A)從吸收曲線上確定未知物的最大波長λmax=nm所以該化合物為？？？波長(nm)20021022