有机分析实验讲义2013

实验一芳香族化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应

[ 实验目的]

1．了解紫外可见光光度计的结构、用途及使用方法。

2．了解紫外吸收光谱在有机化合物结构鉴定中的作用及原理。

3．了解溶剂对吸收光谱的影响及原理。

[ 实验原理]

有机物的紫外吸收光谱谱图解析：

1．如果化合物在200-400nm内无吸收带，可推断未知物可能是饱和直链烃、脂环烃或只含一个双键的烯烃。

2．如果化合物只在270-350nm内有弱吸收带（ε =10-100L .mol-1 .cm-1）这是R带吸收的特征，则可推断未知物可能是一个简单的、非共轭的含有杂原子的双键化合物，如：羰基、硝基等，此谱带是n →∏*跃迁产生的吸收带。

3．如果化合物在210-250nm内有强吸收带（ε≥104L .mol-1.cm-1）这是K带吸收的特征，则可推断未知物可能是含有共轭双键的化合物。如果在260-300nm内有强吸收

带，则表明该化合物中含有三个或三个以上共轭双键。如果吸收带进入可见区，则

该化合物可能是含有长共轭发色基团或是稠环化合物。

4．如果化合物在250-300nm内有中强吸收带（ε =103-104L .mol-1 .cm-1）这是苯环B 吸收带的特征，则可推断未知物往往含有苯环。

芳香族化合物都具有环状的共轭体系，其紫外吸收光谱特征是具有∏→∏*跃迁产生的三个特征吸收带，当苯环上有取代基时能影响苯原有的三个吸收带，使B带简单化，向长波移动同时吸收强度增大。

溶剂的极性对溶质吸收峰的波长、强度和形状都有影响，当溶剂极性增大时∏→∏*跃迁产生的吸收带红移，而n →∏*跃迁产生的吸收带蓝移。有些基团的紫外吸收光谱和溶液的pH关系很大，如苯酚在酸性与中性条件下的吸收光谱和碱性时不同。

溶剂的极性还影响吸收光谱的精细结构，当物质处于蒸气状态时，图谱的吸收峰上因振动吸收而表现出锯齿状精细结构。当溶剂从非极性变到极性时，精细结构逐渐消失，谱图趋于平滑。

[ 仪器与试剂]

仪器：GBC 916型紫外－可见分光光度计 1 cm石英吸收池

10 ml具塞比色管（13支） 1ml刻度移液管（6支）

试剂：苯、环己烷、正己烷、乙醇、丙酮。

溶液：苯:环己烷（1:250）、、甲苯:环己烷（1:250）、苯酚:环己烷（0.25g .L-1）、苯甲醛:环己烷（1:250）、苯甲酸:环己烷（0.8g .L-1）、水杨酸：乙醇（0.1 g .L-1）、HCl （0.1mol .L-1）、NaOH（0.1mol .L-1）

[ 实验内容]

1．苯及其衍生物的吸收光谱

在5个10ml具塞比色管中分别加入1 ml苯、甲苯、苯酚、苯甲醛、苯甲酸的环己烷溶液，用环己烷稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以环己烷作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得5种物质的紫外吸收光谱。观察比较苯及其衍生物的吸收光谱，讨论取代基对苯原有的吸收带的影响。

2．溶剂极性对紫外吸收光谱

（1）溶剂极性对n →∏*跃迁、∏→∏*跃迁的影响

在3个10 ml具塞比色管中分别加入0.04 ml丙酮，各用环己烷、乙醇、水稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得丙酮在3种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂对n →∏*跃迁的影响。讨论原因。

（2）溶剂对吸收光谱精细结构的影响

用滴管取2滴苯加入1 cm石英吸收池中，加盖，放置2-3min后置于样品光路中，以空石英吸收池作参比，在紫外区进行波长扫描，得苯蒸气的吸收光谱。

在2个10 ml具塞比色管中分别加入0.01 ml苯，各用环己烷、乙醇稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得苯在2种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较以上3种吸收光谱，讨论溶剂对吸收光谱精细结构的影响。

（3）溶液的酸碱性对苯酚吸收光谱的影响

在2个10 ml具塞比色管中分别加入1ml苯酚水溶液，各用0.1mol .L-1HCl 和NaOH 溶液稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以水作参比，在紫外区进行波长扫描，得苯酚在2种酸度不同的溶液中的吸收光谱。观察比较以上2种吸收光谱，讨论原因。

3、K带最大吸收波长实测值与经验计算值的比较

在10ml的比色管中，取1ml水杨酸乙醇溶液，用乙醇稀释至刻度，摇匀。用1cm 的石英比色皿，以乙醇溶剂作参比，在200nm~350nm波长范围内进行扫描。绘制其吸收光谱，找出K吸收带λmax的位置，并与经验计算值相比较。

五 [ 思考与讨论]

1．讨论取代基对苯原有的吸收带的影响。

2．为什么当溶剂极性增大时∏→∏*跃迁产生的吸收带红移，而n →∏*跃迁产生的吸收带蓝移？

3．溶剂的极性对吸收光谱的精细结构有何影响？

4．苯酚在酸性条件下的吸收光谱和碱性时不同，为什么？

5、绘制水杨酸的紫外吸收光谱图，确定其吸收峰波长及吸收带类型。

并用紫外光谱的经验公式计算水杨酸的λmax，把计算值与实验值相比较。

附录：GBC 916型紫外－可见分光光度计的使用步骤：

①启动计算机，按下紫外－可见分光光度计的主机开关，启动UV程序，进入界面，选择“GENERAL”，再选择“Manual λ Scan”；

②设置参数：设置扫描范围，扫描速度及波长；

③基线扫描：将两个比色皿加入参比溶液，分别放入光路，即暗箱比色皿槽内，然后按F9- Basline；

④样品谱图扫描：将靠外的比色皿加入待测溶液，然后放入光路，按F10 -Scan得吸收光谱图；

⑤谱图分析：按F3-Graphics，将谱图放大，按F7-Closs hair出现标尺线后找到特征吸收峰的波长及其对应的吸光度值；

⑥测定结束后退出UV程序，先关紫外－可见分光光度计的主机开关，再关计算机。

实验二紫外分光光度法测定维生素C的含量

一实验目的

1、学习759S紫外可见分光光度计的使用方法。

2、学习紫外光谱区测定有机化合物组分含量。

二实验原理

维生素C又称抗坏血酸,是一种含不饱和烯酯结构的酸性多羟基化合物；分子式为

C6H8O6；分子量为176.13；结构式为

维生素C具有不饱和共轭结构，在紫外-可见光区有吸收，紫外吸收最大波长在245nm附近。维生素C呈无色无臭的片状晶体,易溶于水,不溶于脂溶剂.在酸性环境中稳定, 遇空气中氧、热、光、碱性物质,特别是有氧化酶及痕量铜、铁等金属离子存在时,具有抗氧化作用,是知名度最高的营养素。

三仪器试剂

1仪器：紫外分光光度计(型号759S),石英比色皿2只；100ml容量瓶1只；50ml 容量瓶