90348-仪器分析-《现代化学实验与技术2》实验讲义(24课时)

《现代化学实验与技术2》实验讲义

实验1 有机化合物紫外吸收光谱的测定和分析

一、实验原理

具有不饱和结构的有机化合物，如芳香族化合物，在紫外区(200～400 nm)有特征的吸收，为有机化合物的鉴定提供了有用的信息。

紫外吸收光谱定性的方法是比较未知物与已知纯样在相同条件下绘制的吸收光谱，或将绘制的未知物吸收光谱与标准谱图(如Sadtler紫外光谱图)相比较，若两光谱图的λmax和κmax相同，表明它们是同一有机化合物。极性溶剂对有

机物的紫外吸收光谱的吸收峰波长、强度及形状有一定的影响。溶剂极性增加，使n→π*跃迁产生的吸收带蓝移，而π→π*跃迁产生的吸收带红移。

二、仪器与试剂

1．仪器UV-2401型紫外一可见分光光度计，带盖石英吸收池2只(1cm)。

2．试剂

(1)苯、乙醇、正己烷、氯仿、丁酮。

(2)异亚丙基丙酮分别用水、氯仿、正己烷配成浓度为0.4 g·L-1的溶液。

三、实验步骤

1．苯的吸收光谱的测绘

在1 cm的石英吸收池中，加人两滴苯，加盖，用手心温热吸收池底部片刻，在紫外分光光度计上，以空白石英吸收池为参比，从220～360 nm范围内进行波长扫描，绘制吸收光谱。确定峰值波长。

2．溶剂性质对紫外吸收光谱的影响

(1)在3支5 mL带塞比色管中，各加入0.02 mL，丁酮，分别用去离子水、乙醇、氯仿稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以各自的溶剂为参比，在220～350 nm波长范围内测绘各溶液的吸收光谱。比较它们的λmax的变化，并加以解释。

(2)在3支10 mL带塞比色管中，分别加入0.20 mL异亚丙基丙酮，并分别用水、氯仿、正己烷稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以相应的溶剂为参比，测绘各溶液在200～350 nm范围内的吸收光谱，比较各吸收光谱λmax的变化，并加以解释。

四、注意事项

1．石英吸收池每换一种溶液或溶剂必须清洗干净，并用被测溶液或参比液荡洗三次。

2．本实验所用试剂均应为光谱纯或经提纯处理。

五、思考题

1．分子中哪类电子跃迁会产生紫外吸收光谱?

2．为什么极性溶剂有助于n→π*跃迁向短波方向移动?而π→π*跃迁向

长波方向移动?

实验2 苯甲酸固体红外光谱的测定与分析（KBr压片法）

一、实验目的

了解并初步掌握傅立叶变换红外光谱仪的基本原理与构造；通过测定样品的红外光谱，学习样品制备的方法；初步掌握获得谱图的一般操作程序与技术；学习谱图的解析方法。

二、实验原理

红外光谱是研究分子振动和转动信息的分子光谱，它反映了分子化学键的特征吸收频率，可用于化合物的结构分析和定量测定。

根据实验技术和应用的不同，一般将红外光区划分为三个区域：近红外区（13158～4000cm-1）,中红外区（4000～400cm-1）和远红外区（400～10cm-1）,一般的红外光谱在中红外区进行检测。

红外光谱对化合物定性分析常用方法有已知物对照法和标准谱图查对法。

傅立叶变换红外光谱仪主要由红外光源、迈克尔逊（Michelson）干涉仪、检测器、计算机等系统组成。光源发散的红外光经干涉仪处理后照射到样品上，透射过样品的光信号被检测器检测到后以干涉信号的形式传送到计算机，由计算机进行傅立叶变换的数学处理后得到样品红外光谱图。

三、仪器及试剂

1、仪器：Avatar360 FT－IR红外光谱仪、压片机、压片模具、磁性样品架、红外烘灯、

玛瑙研钵。

2、试剂：苯甲酸、无水丙酮（以上试剂均为分析纯）、KBr（光谱纯）。

四、实验步骤

1、取干燥的苯甲酸试样约1mg于干净的玛瑙研钵中，在红外烘灯下研磨成细粉，再加入

约150mg干燥的KBr一起研磨至二者完全混合均匀，颗粒粒度约为2µm以下。

2、取适量的混合样品于干净的压片模具中，堆积均匀，用压片机加压制成透明试样薄片。

3、将试样薄片装在磁性样品架上，放入Avatar360 FT－IR红外光谱仪的样品室中，先测空白背景，再将样品置于光路中，测量样品红外光谱图。

4、扫谱结束后，取出样品架，取下薄片，将压片模具、试样架等用无水乙醇擦洗干净，置于干燥器中保存好。

5、对所测谱图进行基线校正及适当平滑处理，标出主要吸收峰的波数值，打印谱图，判别各主要吸收峰的归属，分析样品的结构。

6、进行图谱检索，与人工分析进行对比。

五、注意事项

1．KBr应干燥无水，固体试样研磨和放置均应在红外烘灯下，防止吸水变潮。

2．KBr和样品的质量比约在100～200:1之间。

六、思考题

1．用压片法制样时，为什么要求将固体试样研磨到颗粒粒度在2 μm左右?

2．为什么要求KBr粉末干燥、避免吸水受潮?

实验3 火焰原子吸收光谱法灵敏度和自来水中钙、镁的测定

一、实验原理

在使用锐线光源条件下，基态原子蒸气对共振线的吸收，符合朗伯-比尔定

律，即

A=lg(I0／I)=KLN0

在试样原子化时，火焰温度低于3 000 K时，对大多数元素来讲，原子蒸气

中基态原子的数目实际上十分接近原子总数。在一定实验条件下，待测元素的原子总数目与该元素在试样中的浓度呈正比。则

A = k c

用A-c标准曲线法或标准加入法，可以求算出元素的含量。

由原子吸收法灵敏度的定义，按下式计算其灵敏度S：

二、仪器与试剂

1．仪器：原子吸收分光光度计；钙、镁空心阴极灯。

2．试剂：

(1)1.0 g·L-1镁标准贮备溶液

(2)1.0 g·L-1钙标准贮备溶液

(3)50 mg·L-1标准使用溶液

(4)100 mg·L-1钙标准使用溶液

(5)MgO(GR)；无水CaCO3(GR)；HCI(AR)

配制用水均为二次蒸馏水。

三、实验步骤

1．钙、镁系列标准溶液的配制

(1)配制钙系列标准溶液：2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mg·L-1

(2)配制镁系列标准溶液：0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 mg·L-1

2．工作条件的设置

(1)吸收线波长Ca 422.7 nm。Mg 285.2 nm

(2)空心阴极灯电流4 mA

(3)狭缝宽度0.1 mm

(4)原子化器高度6 mm

(5)空气流量4 L·min-1，乙炔气流量1．2 L·min-1

3．钙的测定

(1)用10 mL的移液管吸取自来水样于100 mL，容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

(2)在最佳工作条件下，以蒸馏水为空白，由稀至浓逐个测量钙系列标准溶液的吸光度，最后测量自来水样的吸光度A。

4．镁的测定

(1)用2 mL的吸量管吸取自来水样于100 mI容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

(2)在最佳工作条件下，以蒸馏水为空白，测定镁系列标准溶液和自来水样的吸光度A。5．实验结束后，用蒸馏水喷洗原子化系统2 min，按关机程序关机。最后关闭乙炔钢瓶阀门，旋松乙炔稳压阀，关闭空压机和通风机电源。

6．绘制钙、镁的A—c标准曲线，由未知样的吸光度Ax，求算出自来水中钙、镁含量(mg·L-1)。

或将数据输入微机，按一元线性回归计算程序，计算钙、镁的含量。