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1、实验一:紫外实验一:紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱 一、实验目的一、实验目的 1. 熟悉和掌握紫外-可见吸收光谱的使用方法 2. 用紫外-可见吸收光谱测定某一位置样品浓度 3. 定性判断和分析溶液中所含物质种类 二、实验原理二、实验原理 紫外吸收光谱的波长范围在 200400,可见光吸收光谱的波长在 400800,两者都属于电子能谱,两者都可以用朗伯比尔(Lamber-Beers Law)定律来描述 A= bc 其中 A 为吸光度;为光被吸收的比例系数 ; c 为吸光物质的浓度,单位 mol/L ; b 为吸收层厚度,单位 cm 有机化合物的紫外-可 见吸收光谱, 是其分子中外 层价电子跃迁的
2、结果, 其中 包括有形成单键的 电 子、有形成双键的 电 子、有未成键的孤对 n 电 子。 外层电子吸收紫外或者 可见辐射后, 就从基态向激 发态 (反键轨道) 跃迁。 主要 有四种跃迁,所需能量 E 大小顺序为 *n*n* 吸收带特征典型基团 * 主要发生在远紫外区C-C、C-H(在紫外光区观测不到) n* 跃迁一般发生在 150250nm,因此在紫 外区不易观察到 -OH、-NH 2 、-X、-S * 跃迁吸收带 波长较长,孤立跃迁一般发 生在 200nm 左右 芳香环 n* 跃迁一般发生在近紫外区(200400nm) C=O、C=S、N=O、N=N、C=N ; 三、实验步骤三、实验步骤
3、1、开机 打开紫外-可见分光光度计开关开电脑软件联接M(光谱方法)进 行调节实验需要的参数:波长范围 700-365nm 扫描速度 高速;采样间隔: 0.5nm 2、甲基紫的测定 (1)校准基线 将空白样品(水)放到比色槽中,点击“基线”键,进行基线校准 (2)标准曲线的测定 分别将 5ug/ml、 10ug/ml 、 15ug/ml 、 20ug/ml 甲基紫溶液移入比色皿 (大 约 2/3 处) ,放到比色槽中,点击“开始”键,进行扫描,保存 (3)测定试样 将试样甲基紫溶液移入比色皿(大约 2/3 处) ,放到比色槽中,点击“开始” 键,进行扫描,保存 3、甲基红的测定 (1)校准基线
4、将空白样品(乙醇)放到比色槽中,点击“基线”键,进行基线校准 (2)测定试样 将试样甲基紫溶液移入比色皿(大约 2/3 处) ,放到比色槽中,点击“开始” 键,进行扫描,保存 四、实验结果四、实验结果 1.未知浓度的测定 分别测定了 5g/ml,10g/ml,15g/ml,20g/ml 和未知浓度的甲基紫 溶液的紫外吸收光谱,紫外吸收谱图如下: 甲基紫在 580nm 是达到最大吸收见下表: 浓度/g*ml-1吸光度 50.665 101.274 152.048 202.659 未知0.732 各浓度在各浓度在 580nm 的吸光度的吸光度 数据做成散点,结果显示,能很好的拟合直线如下图: 由计算机计算的拟合直线的关系为 A = 0.135c - 0.027 故带入未知浓度的甲基紫溶液的吸光度 0.732 得浓度为 5.622g/ml-1 2.化合物的定性分析 已知甲基橙和甲基紫的结构式如下图所示: 甲基橙 甲基红 从图中可知, 甲基紫约在 580nm 左右达到吸光度的最大值, 而甲基橙溶液在 410 那么时达到吸光度最大值,这是由于甲基紫和甲基橙的结构不同造成的,由于甲 基紫结构高度共轭, 形成大键, 故最强吸收峰要的波长要比甲基橙的大 (红移) , 同时由于高度共轭,吸光强度也有所增强。