08化工仪器分析实验讲义2021-图文

08化工仪器分析实验讲义2021-图文
实验一荧光物质稀溶液的激发、发射和同步荧光光谱测定
一. 实验目的
1.学习荧光分析法的基本原理和LS－55B发光分析仪的操作。

2.学习同步荧光的操作，了解同步荧光的优点。

二. 实验原理
荧光是分子从激发态的最低振动能级回到原来基态时发射的光。

利用物质被光照射后产生的荧光辐射对该物质进行定性分析和定量分析的方法，称为荧光分析。

在一定光源强度下，若保持激发波长?ex不变，扫描得到的荧光强度与发射波长?em的关系曲线，称为荧光发射光谱；反之，保持?em不变，扫描得到的荧光强度与?ex的关系曲线，则称为荧光激发光谱。

在一定条件下，荧光强度与物质浓度成正比，这是荧光定量分析的基础。

荧光分析的灵敏度不仅与溶液的浓度有关，而且与紫外光照射强度及所选测量波长等因素有关。

苯酚由于其共轭结构，有荧光活性，可以用荧光分析法测定。

它们的激发光谱和发射光谱有互相重叠的现象。

对于复杂组分，当激发光谱和发射光谱有互相重叠的现象时，可以用同步荧光扫描，同步扫描荧光光谱技术可以简化、窄化光谱，提高选择性。

三. 实验仪器和试剂 1. LS-55型发光谱仪;
2. 移液枪(德国BRAND公司生产);
3. 50ml容量瓶，25ml容量瓶10支;
4. 苯酚储备液：960mg/L
5. 去离子水; 四. 实验内容 1.预扫描(pre-scan)
用储备液配制浓度为10ppm（mol/L）的工作液，设定仪器参数，进行全波长预扫描，并记录扫描结果，得出最大激发和发射波长，同时查看其瑞利散射波长、以及双倍频峰波长。

2．激发光谱、发射光谱和同步荧光扫描
①设定合适的参数，分别对苯酚溶液进行荧光激发、发射和同步荧光光谱扫描。

②取浓度为0.010（mol/L）的工作液，扫描发射光谱，加水稀释后再在同样波长下扫描发射光谱，观察荧光猝灭效应。

发射光谱参数：扫描波长范围200—750nm；Ex=214nm、
270nm，扫描速度=1000 nm/min, Ex-Slit=10nm, Em-slit=5nm,，记住取文件名。

激发光谱参数：扫描波长范围200-750nm，?em=300nm、
586nm，扫描速度=1000nm/min, Ex-Slit=10nm, Em-slit=5nm,记录信息。

同步荧光光谱：扫描波长范围250-750nm, Δλ(?em-
?ex)=30nm、86nm,扫描速度=1000nm/min, Ex-Slit=10nm, Em-
slit=5nm,记录信息。

3．三维荧光光谱扫描
设定发射波长范围，激发开始波长，步长，测定数目，开始进行苯酚三维荧光光谱扫描。

五．数据处理
1．用实验获得的数据绘制苯酚的激发、发射、同步光谱。

2．对比不同浓度下的苯酚的最大激发波长和最大发射波长处的峰高，了解荧光猝灭效应。

取浓度为0.01（mol/L）的苯酚溶液，固定激发光的波长为270nm，狭缝宽度为10.0nm，发射光的狭缝宽度为5.0nm，扫描波长范围250—750nm，扫速为1000nm/min，扫描荧光强度与发射光波长的关系曲线，所得曲线如下：
图7
将溶液稀释后再以同样的条件扫描荧光强度与发射光波长的关系曲线，所得曲线如下：
图8
从图7与图8（图8中红色线是稀释前的曲线，蓝色线是稀释后的曲线）上可明显看出稀释后的峰的强度大了许多，这是由于在高浓度时一部分苯酚的发射光被自身吸收了，发生了荧光的猝灭，而浓度低时这种自身吸就大大减少，峰的强度反而变大。

所以，荧光分析的浓度不能高。

3.用MATLAB绘制三维荧光光谱。

六．讨论与思考
1．对待测溶液进行预扫描的有何作用？
2．观察激发光波长的整数倍处荧光发射光谱在有何特点？该波长是否适合于进行定量分析？
3．同步荧光技术有哪些优点？比较激发、发射和同步荧光光
谱中的峰值及对应波长，比较他们的不同，并解释原因。

4．比较紫外分光光度法和荧光分析法的区别和各自的优缺
点。

实验二有机化合物红外光谱的测定
一.实验目的
通过红外吸收光谱的测定，掌握Nicolet FT-IR的使用方
法。

二.实验原理
本实验用Nicolet FT-IR测定有机物以及高分子的红外吸收
光谱。

红外光谱作为“分子的指纹”广泛用于分子结构和物质化学
组成的研究。

根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可确定分子
的空间构型，求出化学键的力常数、键长和键角。

从光谱分析的
角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团
或键，由特征吸收谱带频率的变化推测临近的基团或键，进而确
定分子的化学结构，当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合
物及化合物进行定量分析。

60 55 50 45 40%Transmittance 35 30 25 20 15 10 5 4000 3500 3000 2500 2000 Wavenumbers (cm-1) 1500 1000 500
对苯二酚的红外吸收谱图如上，可以看到在3500cm-1处有个大的吸收峰，这是羟基的吸收峰，3000 cm-1左右是C-H的吸收峰，1500 cm-1是C=C的吸收峰。

三.实验仪器和试剂
6. Nicolet FT-IR傅立叶红外光谱仪（美国热电公司，Thermo）;。