仪器分析讲义

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1、实验一取代基电效应对芳烃吸收带的影响实验二 紫外分光光度法测定苯甲酸钠的含量（标准曲线法）实验三柱色谱法测定氧化铝的活度实验四纸色谱法分离分析有机酸实验五薄层色谱法分离分析混合染料实验六高效液相色谱定性分析实验七气相色谱法定性分析实验八高效液相色谱法定量分析（外标法一点法）实验九固体样品红外透射光谱的测定实验十气相色谱法测定乙酸乙酯中苯的含量（内标两点法）实验十一大黄中大黄素的薄层鉴别及分析实验十二有机化合物的液质联用分析实验一取代基电效应对芳烃吸收带的影响一、目的要求通过测定几种典型的发色基团取代苯和助色基团取代苯的E2吸收带及B吸收 带，掌握取代基的共轭效应和诱导效应对吸收带波长影响的规律

2、，及它们在结构分 析中的应用。二、原理取代基对芳烃吸收带的影响与取代基结构、取代基个数、位置有关。研究取代 基对芳烃吸收带的影响规律，对确定有机化合物结构具有重要的作用。对于发色团取代的苯，由于含有冗键的发色团(C=C、l=O、 NO等) 与苯相连时，-兀共轭，产生更大的共轭体系，E2带( 104)红移，在200250nm 范围出现；同时B吸收带也产生较大红移。若取代基是含有n电子的发色团，分子 除了可以发生冗-兀*跃迁之外，还可能发生” t冗*跃迁，谱图中还会出现低强度的 R吸收带。对于助色团取代苯，由于含有未成键电子对的助色团(-OH,-OR,-NH2，-NR2，-X 等)与苯相连时，产生

3、p 兀共轭，使E带、B带九 均红移；B带吸收强度增大，2max精细结构消失。三、仪器与试剂(1) 仪器：紫外分光光度计。(2) 试剂：浓度为5.0X10-3 mol/L的苯/乙醇溶液；6.0X10-5 mol/L的苯甲酸/ 乙醇溶液；5.0X10-4mol/L的苯胺/乙醇溶液；1mol/L的HC1/乙醇溶液；无水乙醇。四、实验步骤1. 用1cm吸收池，以无水乙醇为参比，分别测定苯、苯甲酸、苯胺的乙醇溶 液在波长200340nm区域内的紫外吸收光谱。2. 用1cm吸收池，以无水乙醇为参比，测定苯胺的紫外吸收光谱，在苯胺中 加入1滴1mol/L HCl/乙醇溶液，再次测定紫外吸收光谱，进行比较。五

4、、数据处理1. 分别测定苯、苯甲酸的E2吸收带的九、，同时观察B吸收带的位置，2max max比较发色团对芳烃吸收带的影响。2比较苯胺与苯胺盐B吸收带波长与强度的变化。3. 根据取代基电效应对以上实验结果作出正确的解释。六、问题讨论1. 对上述实验中所列的化合物，如果采用不同极性的溶剂进行测定，吸收带将 会有什么变化？2从苯胺及其盐的紫外吸收带的变化，给你什么启示？有何实际应用价值？实验二紫外分光光度法测定苯甲酸钠的含量（标准曲线法）一、目的1 掌握紫外分光光度计定量操作方法。2. 掌握标准曲线法定量计算方法。二、提要标准曲线法定量分析，即用已知量的标准物质，配制一系列浓度的标准溶液， 在相同

5、的条件下进行测定，以仪器的响应值（UV-Vis法中为吸光度A）为纵坐标， 标准溶液的浓度为横坐标绘制标准曲线。利用此曲线或它的回归方程，可以计算样 品溶液中该组分的含量。A = a + bCii式中a与b分别为标准曲线的截距与斜率。苯甲酸钠的紫外吸收光谱在229nm处有最大吸收。制备系列浓度的苯甲酸钠标 准溶液，以229nm为检测波长，测定其吸光度，计算回归方程；可测定苯甲酸钠样 品溶液中苯甲酸钠的含量。三、仪器与试剂紫外分光光度计；苯甲酸钠/0.04MHC1储备液（100p g /ml）； 0.04mol/L HC1水溶液；样品溶液三、方法1检测波长的选择 以0.04mol/LHCl溶液为参

6、比溶液，于紫外一可见分光光 度计上测定苯甲酸钠标准溶液的吸收光谱（200320nm）,确定苯甲酸钠含量测定的 测定波长（入229nm）。2苯甲酸钠标准曲线的绘制 配制浓度为2、4、6、8、10 p g/ml苯甲酸钠 /0.04MHC1溶液。以0.04mol/L HCl溶液为参比溶液，测定系列浓度的苯甲酸钠/0.04M HCl溶液在229nm处的吸光度，计算其回归方程。3测定 以0.04mol/L HCl溶液为参比溶液，测定样品溶液的吸光度值（n=3 ），根据回归方程计算样品溶液中苯甲酸钠的含量（X，RSD%）。四、思考题1 制备标准曲线的目的是什么？2 为什么要用/0.04MHC 1溶液为参比

7、溶液进行测定？实验三柱色谱法测定氧化铝的活度一、目的熟悉用柱色谱测定氧化铝活度的方法；了解吸附柱层析的一般操作方法。二、提要1. 氧化铝的吸附能力等级测定方法较常用的为Brockmann法，观察对多种偶 氮染料的吸附情况衡量氧化铝的活度。所采用的染料按吸附性（极性）递增的排列 顺序为：偶氮苯（1号）对甲氧基偶氮苯（2号）苏丹黄（3号）苏丹红（4号） 对氨基偶氮苯（5号）对羟基偶氮苯（6号）。2. 根据上述染料的吸附情况，可将氧化铝的活度分为五级，吸附性能越小， 活度级别越大。三、仪器与试剂（1）色谱柱（长10cm，内径1.5cm） 1根；带橡皮套的玻璃棒1根；小漏斗1 个；10ml量筒2个；精

8、致棉及圆形滤纸若干；（2）六种染料溶液：偶氮苯、对甲氧基偶氮苯、苏丹红、对氨基偶氮苯、对羟基偶氮苯各20mg，分别溶于10ml纯的无水苯中，加入适量石油醚定容至50ml；（3）苯和石油醚混和液（1:4）；（4）氧化铝（活度待测）。活度级别染料位置IIIIIIIVV柱上层23456柱下层12345流出液1234四、实验步骤1色谱柱的制备 准备1根洁净干燥的色谱管，于管底垫一层精制棉（不要 太紧），垂直夹在滴定台上，然后称取8g待测氧化铝，通过一干燥小漏斗，仔细装 入色谱管中，用一带橡皮套的玻璃棒轻轻地均匀地敲打至氧化铝至高度约5cm处， 然后在其表面覆一层圆形滤纸。2氧化铝活度的测定 量取1、2

9、号染料溶液各5ml （预先混匀），加入色谱柱中，待溶液全部通过 后，立即以苯和石油醚混和液（1：4） 20ml淋洗色谱柱，控制流速为2030滴/min。观察和记录色谱柱中染料的颜色和位置，判断氧化铝的活度级别。五、注意事项1. 用于配制染料溶液的石油醚及苯必须是无水的。2. 精制棉用量要少，要平整，但不要塞得太紧，以免流速过慢。3. 色谱柱必须具有均匀的紧密度，表面应力求水平，染料溶液应小心地加入, 勿使氧化铝表面受到扰动。4. 倒入染料时，注意先把活塞打开，以利于空气排出。5流出液用小烧杯收集，倒入回收瓶中。6.整个实验必须无水操作。六、思考题1. 根据各染料的结构，说明极性递增和递减的顺序

10、。2. 如果加入2号、3号染料，色谱管流出液为无色，柱下层为淡黄色，柱上层 为橙黄色，此氧化铝为几级？注：定级所用的染料编号、名称、结构及其溶液颜色如下:1号 偶氮苯淡黄色黄色3号 苏丹黄4号 苏丹红5号对氨基偶氮苯6号对羟基偶氮苯紫红色黄色黄色实验四纸色谱法分离分析有机酸一、目的1. 掌握纸色谱的操作方法。2. 了解纸色谱法在分离鉴定方面的应用。二、提要COOHCH(OH)COOH酒石酸CH(OH)和羟乙酸Ch2(OH)由于结构上差异,可用纸色谱法分离鉴COOH2 丿定。展开剂用正丁醇一醋酸一水(12:3:5),显色剂用0.04%溴酚蓝/乙醇溶液。三、仪器与试剂(1) 色谱筒(高22cm，内

11、径5.5cm) 1只；培养皿(12cm)；三角喷瓶1只； 点样毛细管；色谱滤纸若干；电吹风1只；(2) 有机酸：2%酒石酸、2%羟乙酸、混和酸(酒石酸、羟乙酸2%),均为 乙醇溶液；显色剂：0.04%溴酚蓝的乙醇溶液。(3) 展开剂：正丁醇一醋酸一水(12:3:5)四、操作步骤1. 条形(1) 点样：取色谱滤纸(3.5cmX 15cm) 一条，在距纸的一端23cm处，用铅 笔画一横线作为起始线，距离起始线6cm处划一横线。在起始线分别点样(酒石酸、 羟乙酸、混和酸)，点间距离约为1.2cm。待干后，再点第二次，一般每个样点2次 即可，点的直径约为0.20.3cm。(2) 展开：在色谱筒中放入展

12、开剂20m 1,将点好的色谱纸悬空吊在密闭色谱 筒的挂钩上，饱和10min。再小心将挂钩往下推动，直至点有样品的一端浸入展开 剂中约0.5cm处，展开。待展距(展开剂前沿离起始线)6cm左右时取出(大约80min), 立即用铅笔划下溶剂前沿，并用电吹风吹干，直至无酸味(可用热风吹5min左右)。(3) 显色：在色谱纸上喷以显色剂一0.04%溴酚蓝的乙醇溶液，用铅笔标出 斑点的位置，并记录斑点的颜色。(4) 定性：分别测量Rf值，并进行对照。2. 圆形(1) 点样：剪一比培养皿直径大0.5cm的圆形色谱滤纸，在中心划一字，在 距十字中心1.0cm处分别做一标记，每一标记处点一种样品，一般点样2次

13、(点样 方法同上)。(2) 展开：在培养皿内放入展开剂10ml,卷一纸芯插在圆形色谱滤纸中间(十 字中心)，并将纸芯垂直浸入展开剂中展开。待展开剂前沿离原点44.5cm时取出(大约5060min),立即划下溶剂前沿，并用电吹风吹干，直至无酸味(可用热风 吹5min左右)。(3) 显色：同上。(4) 定性：同上。五、注意事项1. 色谱纸要平整，不得沾污，点样时可在下面垫一白纸。2. 条形色谱纸要挂垂直；圆形色谱纸要放水平，纸芯要放垂直。3. 显色前必须把整张色谱吹干，直到无酸味为止。4. 铅笔、直尺自备。不准用钢笔或圆珠笔在色谱纸上做记号。六、思考题1. 根据酒石酸和羟乙酸的结构，推测哪个Rf值

14、大，哪个Rf值小，为什么？2. 影响纸色谱Rf值的因素有哪些？3. 显色前为什么一定要把色谱纸吹至无酸味？4. 色谱筒和色谱纸为什么要用展开剂饱和？实验五薄层色谱法分离分析混合染料一、目的掌握薄层硬板的制备方法；熟悉薄层色谱一般操作；掌握薄层色谱定性方法。二、仪器与试剂(1) 仪器：层析槽、玻璃板、毛细管、量筒、台秤；(2) 硅胶G、羧甲基纤维素钠(CMC-Na 0.5%)、苯；(3) 3.0mg/ml对羟基偶氮苯，3.0mg/ml对氨基偶氮苯，2.0mg/ml二甲黄 ，1.5mg/ml 苏丹III；(4) 混和染料。三、提要1. TLC 一般操作样品溶剂 显色剂 纯制制板1 点样f丄f 展开

15、 J 检出一丄一定量2. 定性：比较组分的Rf、R及斑点的颜色。f st3. 分离效率评价：计算相邻斑点的分离度。2(L - L )2W + W1 2L:斑点与原点之间的距离W：斑点的直径4. 定量：薄层扫描法四、方法1. 制板：称取硅胶4g于研钵中，加CMC-Na溶液10 ml,研磨成均匀的糊状， 倒在清洁的玻璃板上，用玻棒使其分布开（留有一空白处便于拿取薄板），轻轻晃动 或摇动玻板，使成一均匀平坦的薄层，放在水平面上凉干。薄层板的活化：在110C 的烘箱内加热0.51h，拿出放干燥器中备用。2. 点样：取薄层板，在距一端2.5cm处，用铅笔轻轻画出一条直线作为起始 线，离起始线10cm处再画一直线作为前沿线，用毛细管分别吸取染料、 及混和染料分别点样12下。3 展开：将