有机化合物的吸收光谱及溶剂的影响
指导老师：严吉林
实验人：王壮
同组实验：余晓波
实验时间：2016.4.25
一．实验目的
1.学习紫外吸收光谱的绘制方法，利用吸收光谱进行化合物的鉴定。
2.了解溶剂的性质对吸收光谱的影响。
3.掌握紫外-可见分光光度计的使用。
二．实验原理
紫外吸收光谱带宽而平坦，数目不多，虽然不少化合物结构差别很大，但只要分子中含有相同的发色团，其吸收光谱的形状就大体相似。因此，依靠紫外吸收光谱很难独立解决化合物结构的问题。但紫外光谱对共轭体系的研究有独到之处。可以利用紫外光谱的经验规则——伍德沃德一费塞尔(Woodward-Fieser)规则进行分子结构的推导验证。
利用紫外吸收光谱进行定性
分析
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，是将未知化合物与已知纯样品在相同的溶剂中配制成相同浓度，在相同条件下分别绘制吸收光谱，比较两者是否一致。或者是将未知物的吸收光谱与
标准
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谱图（如萨特勒紫外光谱图）比较。两种光谱图的λmax和max相同，表明它们有可能同一有机化合物。
极性溶剂对紫外吸收光谱吸收峰的波长、强度及形状可能产生影响。极性溶剂有助于n一π*跃迁向短波移动，而使π一π*跃迁向长波移动。典型化合物如异丙叉丙酮，同时含有这两种形式的跃迁，可观察到随溶剂极性改变相应吸收谱带的波长变化趋势。
此外，在没有紫外吸收的物质中检查具有高吸收系数的杂质，也是紫外吸收光谱的重要用途之一。例如，检查乙醇中是否有苯杂质，只需看在256 nm处有无苯的吸收峰。
三．仪器与试剂
仪器：普析通用TU-1901紫外-可见分光光度计；石英比色皿；50 mL容量瓶7个。试剂：苯酚；苯；异丙叉丙酮；正己烷；甲醇；邻甲苯酚；0.1 mol/L HC1；0.1 mol/LNaOH；乙醇。
四、实验步骤
1．芳香化合物吸收光谱的测定
领取未知试样的水溶液，用1 cm石英比色皿，以去离子水为参比，在200～360 nm测量其吸收光谱。
2．乙醇中杂质苯的检查
用1 cm石英比色皿，以纯乙醇为参比液，在230～280 nm测量含有杂质苯的乙醇试样的吸收光谱。
3．溶剂性质对吸收光谱的影响
(1)配制浓度为0.124 g/L的邻甲苯酚溶液，其溶剂是：①0.1 mol/L HCI；②纯乙醇溶液；③0.1 mol/L NaOH溶液。
(2)配制浓度为5.2 mg/L的异丙又丙酮溶液，其溶剂分别为①正己烷、②甲醇、③去离子水。
(3)用1 cm石英比色皿，以相应的溶剂为参比，测量各溶液在210～350 nm范围的吸收光谱。
五．结果处理
未知水样吸收光谱图如下：
图1.未知试样的水溶液吸收光谱
峰值波长
，
，可以判定未知水样中所含物质为苯。
图2.含有杂质苯的乙醇试样的吸收光谱
峰值波长
，
，同样可以判定乙醇试样中含有苯。
图3.邻甲苯酚盐酸溶液
峰值波长
，
图4.邻甲苯酚乙醇溶液
峰值波长
，
图5.邻甲苯酚氢氧化钠溶液
峰值波长
，
溶剂
盐酸
210
270
乙醇
215
273
氢氧化钠
237
289
表1.邻甲苯酚在各个溶剂中峰值波长比较
比较可得到邻甲苯酚的溶剂pH越大，碱性越强，其吸收峰值波长也越长。
图6.异丙又丙酮正己烷溶液
峰值波长
图6.异丙又丙酮甲醇溶液
峰值波长
图6.异丙又丙酮水溶液溶液
峰值波长
溶剂
正己烷
213
甲醇
236
水
242
表2.异丙叉丙酮在不同溶液中峰值波长
正己烷属于非极性溶剂，甲醇属于极性溶剂，水的极性最强。经过比较可以得到结论，异丙叉丙酮的吸收峰值波长随溶剂的极性增强而增加。
七．思考题
1. 试样溶液浓度过大或过小对测量有什么影响？应如何调整？
答：根据朗伯—比尔定律：
，
为吸光度，
为透光度，
为吸光物质的浓度，
为吸收层的厚度。其物理意义为在一定浓度范围内，当一束 平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度
与吸光物质的浓度
及吸收层厚度
成正比。溶液浓度确定一般以吸光度在0.2-0.7范围内为好，如果溶液浓度过大，冲过一定范围，就不符合朗伯—比尔定律。
2. 紫外一可见分光光度计狭缝宽度大小对吸收光谱轮廓、波长位置及吸光系数有什么影响？
答：单色器中入射狭缝用于限制杂散光进入单色器，出射狭缝用于限制通带宽度，因此应尽量狭窄，但过于狭窄会影响到光的强度。分光光度计的狭缝小，测出的光谱轮廓更陡峭，波长位置明显。分光光度计的狭缝大，测出的光谱轮廓更平缓，波长位置不明显。二者对吸光系数无影响。
浙公网安备 33021202002483