仪器分析实验

实验一苯及其衍生物的紫外吸收光谱的测绘及溶剂对紫外吸收光谱的影响

一、目的要求

1．了解不同的助色团对苯的紫外吸收光谱的影响。

2．观察溶剂极性对丁酮、异亚丙基丙酮的吸收光谱以及pH 对苯酚的吸收光谱的影响。

3．学习并掌握紫外可见分光光度计的使用方法。

二、实验原理

具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在紫外区（200~ 400nm）有特征吸收，为鉴定有机化合物提供了有用的信息。方法是比较未知物与纯的已知化合物在相同条件（溶剂、浓度、pH 值、温度等）下绘制的吸收光谱，或将未知物的紫外光谱与标准谱图（如Sadtler紫外光谱图）比较，如果两者一致，说明至少它们的生色团和分子母核是相同的。

E1带、E2带和B带是苯环上三个共轭体系中的的π→π*跃迁产生的，E1带和E2带属强吸收带，在230~270nm范围内的B带属弱吸收带，其吸收峰常随苯环上取代基的不同而发生位移。

影响有机化合物的紫外吸收光谱的因素有：内因（共轭效应、空间位阻、助色效应）和外因（溶剂的极性和酸碱性）。

溶剂的极性和酸碱性不仅影响待测物质吸收波长的移动，还影响吸收峰吸收强度和它的形状。

三、仪器

紫外可见分光光度计（自动扫描型）石英吸收池容量瓶（10 mL，5 mL）吸量管（1 mL，0.1 mL）四、试剂

苯、乙醇、氯仿、丁酮、异亚丙基丙酮、正庚烷（均为A.R）

苯的正庚烷溶液（以1︰250比例混合而成）、甲苯的正庚烷溶液（以1︰250比例混合而成）

0.3 mg ·mL－1苯酚的乙醇溶液、0.3 mg ·mL－1苯酚的正庚烷溶液、0.4 mg ·mL－1苯酚的水溶液、0.8 mg ·mL－1苯甲酸的正庚烷溶液、0.8 mg ·mL－1苯甲酸的乙醇溶液、0.3 mg ·mL－1 苯乙酮的正庚烷溶液、0.3 mg ·mL－1苯乙酮的乙醇溶液

异亚丙基丙酮分别用水、甲醇、正庚烷配成浓度为0.4 mg ·mL－1的溶液

五、实验步骤

1．苯及其一取代物的吸收光谱的测绘

在五只5 mL容量瓶中分别加入0.50 mL苯、甲苯、苯乙酮、苯酚、苯甲酸的正庚烷溶液，用正庚烷稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入带盖的石英吸收池中，以正庚烷为参比，从220~320 nm进行波长扫描，得吸收光谱。

观察各吸收光谱的图形，找出最大吸收波长λmax，并计算各取代基使苯的λmax红移了多少？2．溶剂性质对紫外吸收光谱的影响

（1）溶剂极性对n→π* 跃迁的影响在三只5 mL的容量瓶中，各加入0.02 mL（长嘴滴管1滴）的丁酮，分别用水、乙醇、氯仿稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入石英吸收池，分别相对各自的溶剂，从220~350 nm进行波长扫描，制得吸收光谱。比较它们吸收光谱的最大吸收波长的变化，并解释。

（2）溶剂极性对π→π* 跃迁的影响在三只10 mL的容量瓶中依次加入0.20 mL分别用水、甲醇、正庚烷配制的异亚丙基丙酮溶液，并分别用水、甲醇、正庚烷稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入石英吸收池，相对各自的溶剂，从200 ~300 nm 进行波长扫描，制得吸收光谱。比较吸收光谱的最大吸收波长的变化，并解释。

（3）溶剂极性对吸收峰吸收强度和形状的影响在三只5 mL的容量瓶中，分别加入0.50 mL苯酚、苯乙酮、苯甲酸乙醇溶液，用乙醇稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入带盖的石英吸收池中，以乙醇为参比，从220~320 nm进行波长扫描，得吸收光谱。与苯酚、苯乙酮、苯甲酸的正庚烷溶液的吸收光谱相比较，得出结论。

3．溶液的酸碱性对苯酚吸收光谱的影响在二只5 mL的容量瓶中，各加入0.50 mL苯酚的水溶液，分别用0.1 mol·L－1HCl、0.1 mol·L－1NaOH溶液稀释至刻度，摇匀。将它们分别依次装入石英吸收池，相对水，从220~350 nm进行波长扫描，制得吸收光谱。比较它们的最大吸收波长，并解释。

六、思考题

1．举例说明溶剂极性对n→π*跃迁和π→π* 跃迁吸收峰将产生什么影响？

2．在本实验中能否用蒸馏水代替各溶剂作参比溶液，为什么？

实验二紫外分光光度法测定芳香族化合物

一、实验目的

1、了解紫外吸收光谱在有机结构分析的应用；借助“标准吸收光谱图”鉴定未知物；

2、学习有机物的定量分析方法。

二、实验原理

许多有机化合物在紫外具有特征的吸收光谱，从而可以用来进行有机物的鉴定及结构分析（鉴定有机化合物的官能团）；此外，还可对同分异构体进行鉴别。对具有π健电子及共轭双键的化合物特别灵敏，且在紫外光区具有强烈吸收。该法在有机物分析中可进行：（1）纯度检查；（2）未知样品的鉴定；（3）分子结构的推测；（4）互变异构的判别；（5）定量测定。

三、仪器与试剂

1、仪器：

751GW 型紫外-可见分光光度计；1cm 石英比色皿

2、试剂：

苯酚，环己烷，10%NaOH

四、操作步骤

1、未知物的鉴定

（1）在10mL 比色管中取固体未知芳香化合物一小粒（约0.1mg），用5-10mL 环己烷

溶解，加塞摇溶为止。

（2）以空白为参比溶液，用1cm 石英比色皿，于紫外分光光度计上以氢灯为光源，测定吸收曲线。测定波长从242nm 开始，每隔4nm 测一次到290nm 为止。其中应注意以下几点：

Ⅰ、测定时波峰谷处间隔1nm 或0.5nm；曲线上升或下降部分可间隔2nm 或更大一些。

Ⅱ、从242nm 连续向长波方向测定。每测定一个数据均需以参比溶液调节仪器零点

及透光率100%；

Ⅲ、防止参比溶液及环己烷溶剂污染。

图一苯酚吸收光谱图（溶剂环己烷）

2、酚的定量测定

（1）配制标准系列：取酚标准溶液0.1mg/mL0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL

分别置于50.00mL 容量瓶中，各加10 滴10%NaOH 水溶液，用水稀释至刻度；

（2）绘制吸收曲线及标准曲线：用1cm 石英比色皿，在波长242～290nm 内每间隔4nm，以空白为参比，测定标准系列中3 号（或4 号）的吸光度A，绘制吸收曲线（按上面的注意所示），找出最大吸收波长λmax（与图一比较，有何不同；为什么？）用1cm 石英比色皿，在选定的最大吸收波长下分别测定标准系列的吸光度，绘制标准曲线，以空白为参比；

（3）测定未知液：取未知液10.00mL 置于50.00mL 容量瓶中，加10 滴10% NaOH 水溶液，用水稀释至刻度；用1cm 石英比色皿，在最大吸收波长处测定吸光度A，以空白为参比。

（4）计算未知液的含量（mg·mL-1）。

【思考题】

1、紫外吸收光谱在有机化合物分析中的特点。

2、本实验与普通的分光光度法有何异同？

实验三、UV-2401PC紫外光谱仪的使用及氯霉素含量分析

一、实验目的

1．了解紫外光谱仪的结构和原理，学习紫外光谱仪的使用方法；

2．了解氯霉素最大吸收峰波长的测定方法。