苯酚的紫外光谱的绘制及定量测定

苯酚的紫外光谱的绘制及定量测定

二、基本原理

分子的紫外可见吸收光谱是由于分子中的某些基团吸收了紫外可见辐射光后，发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。它是带状光谱，反映了分子中某些基团的信息。可以用标准光谱图再结合其它手段进行定性分析。根据Lambert-Beer定律：A=εbc，（A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，b为液池厚度，c为溶液浓度）可以对溶液进行定量分析。在紫外可见吸收分光光度分析中，必须注意溶液的pH值的影响。因为溶液的pH值不但有可能影响被测物吸光强度，甚至还可能影响被测物的峰位形状和位置。酚类化合物就有这一现象，例如苯酚在溶液中存在如下电离平衡：

苯酚在紫外区有三个吸收峰，在酸性或中性溶液中，λmax为196.3nm，210.4nm和269.8nm;在碱性溶液中λmax位移至207.1nm，234.8nm和286.9nm。下图为0.021g/L的苯酚分别在0.010mol/L 盐酸溶液与氢氧化钠溶液中的紫外吸收光谱。由图知在盐酸溶液与氢氧化钠溶液中，苯酚的紫外吸收光谱有很大差别，所以在用紫外可见吸收分光光度分析苯酚时应加缓冲溶液，本实验是通过加氢氧化钠强碱溶液来控制溶液pH值的。

三、仪器和试剂

1、仪器：（1）紫外可见分光光度计（2）1.00cm石英比色池；

2、试剂：（1）苯酚标准溶液: 10%；（2）0.25mol/L NaOH。

四、实验内容

1、配置系列标准溶液：准确移取0.1mg/mL的苯酚标准溶液0.00（1号）、2.00（2号）、4.00（3号）、6.00（4号）、8.00（5号）、10.00mL（6号）分别置于50 ml容量瓶中，各加10滴10%的NaOH溶液，并用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

2、绘制吸收曲线及标准工作曲线：用1cm石英比色皿，以NaOH空白溶液为参比，在200~300nm范围内，测量系列标准溶液中的3号（或4号）的吸光度A，绘制吸收曲线，找出最大吸收波长λmax。以1cm石英比色皿，以NaOH 空白溶液为参比，在选定的最大吸收波长下分别测定标准系列样品的吸光度，绘制标准工作曲线.

3、测定未知溶液：取未知夜10.00mL置于50.00mL容量瓶中，加10滴10%的NaOH溶液，用蒸馏水稀释至刻度；以NaOH空白溶液为参比，用1cm的比色皿在最大吸收波长处测定吸光度A。

4、计算未知溶液的含量（mg.mL-1）。

五、实验报告及要求

1、绘制苯酚碱性溶液的标准工作曲线；

由实验侧得紫外吸收光谱中波长最大（287.0nm）的吸收峰情况如下：

绘制得标准工作曲线如下图

2、计算未知样中苯酚的浓度；

由苯酚碱性溶液的标准工作曲线计算得到的吸光度-浓度函数关系函数为:

A = 28.108c - 0.0061 (A为吸光度， c为溶液浓度)

则可求出未知样品中苯酚稀释后浓度c1=(A+0.0061)/ 28.108=0.0011 mg.mL-1

则未知样品中苯酚稀释前浓度c2=c1* V1/V2 = 0.0011*50/10=0.0055 mg.mL-1

六、思考题

1、实验中为什么加NaOH?

答：因为在紫外可见吸收分光光度分析中，溶液的pH值有可能因与被测物发生反应，产生电离平衡，从而影响被测物吸光强度，甚至还可能影响被测物的峰位形状和位置。实验中为什么加NaOH，是为了控制溶液pH值的。使苯酚在紫外区有三个吸收峰λmax位移至207.1nm，234.8nm和286.9nm。

2、本实验是采用紫外吸收光谱中波长最大的吸收峰下进行测定的，是否可以在另外两个吸收峰下进行定量测定，为什么？

答：因为本实验光谱中波长最大的吸收峰是苯酚中苯环发生π→π*跃迁的B吸收带，在实验中，被测物的苯环只与苯酚浓度有关，所以用B吸收带的吸收强度可以测出苯环的浓度，从而可以测出苯酚的浓度，无干扰。而在另外两个吸收峰中，由于溶液电离作用等的影响，苯酚n→π*跃迁的R吸收带受影响较大，不能用其吸收强度准确计算出苯酚的浓度