紫外光谱分析方法.docx

紫外光谱分析方法.docx

《紫外光谱分析方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《紫外光谱分析方法.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

紫外光谱分析方法

第四章紫外光谱.紫外－可见光分光光度法

§4-1紫外－可见接收光谱的产生

一．原因：

分子中价电子跃迁产生的光谱接收

二．电子跃迁类型

与有机化合物有关的价电子有σ.π和n电子,重要跃迁有：

1．N－V跃迁：

由基态跃迁至反键轨道：

σ-σ*.π-π*

2．N－Q跃迁：

非键电子跃迁到反键轨道：

n-σ*.n-π*

3．N－R跃迁：

σ电子激发到更高能级或电离

接收波谱：

此外,与分光光度法有关的跃迁还有：

4．电荷转移跃迁,罕有过渡金属与有机配位体（显色剂）之间电子转移跃迁,大多在可见光区,接收强度大,往往用于定量剖析.

5.配位场跃迁,d-d或f-f轨道在配位场感化下简并,轨道决裂,产生d-d（Ⅳ.V周期）.f-f（La系.Ar系）跃迁.此接收能量少,接收强度较小,多在可见光区.

三．辐射接收的根本定律—朗伯-比尔定律

当一束平行光经由过程平均的液体介质时,光的一部分被接收,一部分透过溶液,还有一部分被容器概况散射.

即I0＝It（接收光）＋Ia（透射光）＋Ir若散射光Ir→0

则I0＝It＋Ia

1．透光率T＝Ia/I0T↑,接收↓

2．吸光度A＝lg1/T＝lgI0/IaA↑,接收↑

3．朗伯－比尔定律

当入射光波长一准时（单色光）,溶液吸光度A只与溶液中有色物资浓度和比色皿厚度有关,成正比,即

A∝LC=>A＝kLC式中：

k－比例常数－系吸系数

L－比色皿厚度

C－溶液浓度

当C为摩尔浓度,令k＝ε,称为摩尔吸光系数.

4．吸光度的加和性,若溶液中有m种成分,其在某一波长下吸光系数分别为ε1.ε2…εm,浓度分别为C1.C2…Cm

则

对于统一种物资,波长不合时ε（或K）不雷同.

四.无机化合物的紫外-可见光谱

§4-2有机化合物的紫外－可见光谱

一．接收光谱暗示办法（光谱图）

用A～λ或T％～λ作图称光谱图.

二．经常运用术谱

1．生色基团：

含有π键的不饱和基团（为C＝C.C＝O.N＝N.－N＝O等）能产生π-π*跃迁,使得有机化合物分子在紫外－可见光区产生接收的基团.

1共轭生色团a.基团构造不合：

自力接收

b.雷同,仅一个接收峰,但强度随生色团数量增长叠加.

②共轭：

仅一个接收峰（长波称动地位红移）强度明显增大.

2．助色基团：

含有非键电子（n电子）的基团（为－OH.－NH2.－SH.－X等）,其本身在紫外－可见光区无接收,但能与生团中π电子产生n-π*共轭,使生色团接收峰（长

波倾向移动红移）的基团.

3．红移和蓝移

使分子的接收峰向长波倾向移动的效应称红移.

使分子的接收峰向短波倾向移动的效应称蓝移.

三．有机化合物的紫外－可见光谱

1．饱和有机化合物

①不含杂质原子时只有σ-σ*.λ<150nm

②含杂质原子时除σ-σ*外,还有n－σ*接收可能>150nm,CH3·NH2λmax＝215

CH3Iλmax＝258

一般饱和有机化合物接收均有远紫外,在一般意义上的紫外区没有接收,故可作为紫外光谱的溶剂（为烷.醇.醚等）.

2．不饱和脂肪烃

①单烯：

π-π*在170－200nm,不属一般意义紫外区

②共轭烯：

共轭使π-π*的ΔE↓,接收峰红移,强度增大,这种接收带称K接收带（共轭带）.

例：

CH2＝CH2λm＝165nmε＝15000

CH2＝CH－CH＝CH2λm＝217ε＝21000

CH2＝CH－CH＝CH－CH＝CH2λm＝257ε＝35000

3．醛.酮化合物

有σ.π.n电子,可产生n-σ*.π-π*.n-π*,个中n-π*跃迁在270－300nm称R接收带（基团带）,例丙酮280nm,但ε＝10－2.

对于α.β不饱和醛酮－C＝O和C＝C共轭,是以,R,K接收带均红移.

R在320－340nmε＝10－102

K在220－240nmε>104

4．芬芳化合物

①无代替：

苯在紫外区有三个接收带,均由π-π*引起.

E1接收带在185nmε＝104（60000）

E2接收带在204nmε＝103（7900）

B接收带（苯带）在254－260nm（230－270nm）ε＝200=>因为振动跃迁叠加在π-π*上引起.

2②单代替：

代替为助色基团E2红移.B红移

例：

代替为生色基团E2与K接收带归并,红移

③二代替：

对位εmax增大,红移,邻位间此感化较小.

④稠环化合物：

共轭苯环数增长,红移,ε↑

§4-3影响紫外－可见光谱的身分

一．溶剂效应

对于π-π*（π*极性较π大,与极性溶剂感化,π*降低多,π降低少,∴ΔE↓）跃迁引起的接收峰,溶剂极性变大,红移.

对于n-π*（n极性较π*大,n↓多,π*降低少,∴ΔE↑）跃迁引起的接收峰,溶剂极性变大,蓝移.

是以,运用溶剂极性影响的不合可区分π-π*和n-π*.此外,溶剂对接收强度,精致构造等均有影响.所以,紫外光谱图必须注明溶剂.

二．空间效应

空间阻碍使共轭程度降低,接收峰蓝移.

例：

二苯乙烯反式：

λmax＝295,顺式：

λmax＝280nm

三．超共轭效应

烷基代替时,C－H的σ饱键和苯环分子轨道重叠,使得ΔE↓,红移.

四．PH

改变介质PH,对于不饱和酸.烯醇.酚.苯胺等化合物紫外光谱影响较大.

§4-4紫外－可见光分光光度计

一．紫外－可见光分光光度计重要部件及其感化

光谱剖析仪器在构造上均类似.紫外－可见光分光光度计也有许多型号,但各类光谱剖析仪器均由光源.单色器.接收池.检测器和显示体系等五个部分构成.

1．光源

感化：

供给入射光

请求：

供给足够强度和稳固的持续辐射,强度根本不随波长变更而改变.

种类：

钨灯（卤钨灯）发光波长360－1000nm实用于可见光区

氢（氘）灯波长规模180－375nm实用于紫外区

2．单色器

感化：

将复合光分化为单色光

3.接收池

感化：

盛待测试样

请求：

透光性好,无折射,反射,宽度准确

种类：

石英=>紫外区

玻璃=>可见光区

4.检测器

感化：

将光旌旗灯号改变成电旌旗灯号

种类：

硒光电池光电管光电信增管

5.旌旗灯号显示体系

种类：

检流计（72型）微安表（721）电位计（751）数显

二．紫外可见光分光光度计类型

§4-5紫外－可见光分光光度法的运用

紫外－可见光吸光谱可用于定性和定量剖析

一．定性剖析

无机化合物接收弱,很罕用于定性剖析,但对有机化合物的定性剖析是经常运用手腕之一.依据紫外可见光谱供给的信息可断定分子中生色基团和助色基团的性质.

1．构造骨架揣摸：

和尺度谱图完整雷同,则解释有雷同生色团,若无K接收带则不含共轭不饱和键;无R接收带则无n-π*.运用E1.E2.B接收带可断定苯环或芳烃.

2．构型和构象（顺反式）

三.纯度检测（微量杂质）

四.定量剖析

（一）测定办法

1．单组分：

①绝对法Cx＝A/εl（知ε）

②比较法Cx＝Ax·Cs/As需已知浓度标样

③尺度曲线法

④尺度参加法Cx＝Ax·CΔ/（Ax+Δ-Ax）

2．多组分运用吸光度加和性解联主方程

*3．双波长法ΔA＝（ε2b－ε1b）C（a组分在λ1.λ2吸光度雷同）

*4．差示分光光度法A＝εl（Cs－Cx）高浓度

低浓度

（二）测量前提选择

2．入射光波长选择由接收曲线肯定

3．显色反响前提

①显色剂用量固定L.C,改变显色剂用量作图选择

②PH值：

使得络合物,络合物构成,显色剂,待测离子等均稳固的PH规模

③温度

④时光

⑤干扰离子

⑥显色剂请求：

A.无色

B.稳固络合物

C.不与共存离子络合

五．Woodward和Fieser规矩

物资的紫外－可见光谱显示的是分子中生色基团和助色基的特征,接收峰的波长与分子中基团种类,数量及其互相地位有关.

Woodward和Fieser在大量不雅测成果的基本上,提出了盘算共轭体和α.β－不饱和醛酮类化合物λmax的经验规矩Woodward－FieserⅠ

共轭烯烃：

根本值

代替增量

键二烯

217

共轭双键30nm

半环二烯

217

环外双键5

同环二烯

253

烷基或环键5

异环二烯

214

－OR6

SR30

X5

NR260

Woodward－Fieser规矩Ⅱ（见P94）

效液相色谱剖析道理及流程2011-06-20中国化工仪器网点击：

384　　高效液相色谱以经典的液相色谱为基本,是以高压下的液体为流淌相的色谱进程.平日所说的柱层析.薄层层析或纸层析就是经典的液相色谱.所用的固定相为大于100um的吸附剂（硅胶.氧化铝等）.这种传统的液相色谱所用的固定相粒度大,传质集中慢,因而柱效低,分别才能差,只能进行简略混杂物的分别.而高效液相所用的固定相粒度小（5um-10um）.传质快.柱效高.高效液相色谱法（HPLC）是20世纪60年月后期成长起来的一种剖析办法.近年来,在保健食物功能成分.养分强化剂.维生素类.蛋白质的分别测定等运用普遍.世界上约有80%的有机化合物可以用HPLC来剖析测定.

　　高效液相色谱剖析道理

（一）高效液相色谱剖析的流程

　　由泵将储液瓶中的溶剂吸入色谱体系,然后输出,经流量与压力测量之后,导入进样器.被测物由进样器注入,并随流淌相经由过程色谱柱,在柱长进行分别落后入检测器,检测旌旗灯号由数据处理装备收集与处理,并记载色谱图.废液流入废液瓶.碰到庞杂的混杂物分别（极性规模比较宽）还可用梯度掌握器作梯度洗脱.这和蔼相色谱的程序升温类似,不合的是气相色谱改变温度,而HPLC改变的是流淌相极性,使样品各组分在最佳前提下得以分别.

（二）高效液相色谱的分别进程

　　同其他色谱进程一样,HPLC也是溶质在固定相和流淌相之间进行的一种持续多次交流进程.它借溶质在两相间分派系数.亲和力.吸附力或分子大小不合而引起的排阻感化的不同使不合溶质得以分别.开端样品加在柱头上,假设样品中含有3个组分,A.B和C,随流淌相一路进入色谱柱,开端在固定相和流淌相之间进行分派.分派系数小的组分A不轻易被固定相阻留,较早地流一般谱柱.分派系数大的组分C在固定相上滞留时光长,较晚流一般谱柱.组分B的分派系数介于A,C之间,第二个流一般谱柱.若一个含有多个组分的混杂物进入体系,则混杂物中各组分按其在两相间分派系数的不合先后流一般谱柱,达到分别之目标.

　　不合组分在色谱进程中的分别情形,起首取决于各组分在两相间的分派系数.吸附才能.亲和力等是否有差别,这是热力学均衡问题,也是分别的重要前提.其次,当不合组分在色谱柱中活动时,谱带随柱长展宽,分别情形与两相之间的集中系数.固定相粒度的大小.柱的填充情形以及流淌相的流速等有关.所以分别最终后果则是热力学与动力学两方面的分解效益.

　　高效液相色谱的类型

（一）吸附色谱

　　在吸附色谱中,样品的极性官能团稳固地保消失填料的吸附活性中间上,非极性烃基几乎不予保存.所以,要清晰地分辩极性功能团的种类.数量和地位.平日,样品能用吸附色谱分别的应是能消融于有机溶剂并长短离子型的,强离子样品是不合适的.

　　吸附色谱所运用的流淌相以正己烷.三氯甲烷.二氯甲烷作为基本,按照样品的极性加上乙醇,然而,最好是使所参加醇的浓度为10%或更少一些.若有可能,可进一步减小百分数.因为高浓度的醇会削减填料的吸附活性,削弱吸附才能,并使重现艰苦.

（二）分派色谱

　　正相分派色谱实用于不溶于水而溶于有机溶剂且带有极性基团的样品,但正相分派色谱不合适于离子型物资.

　　这种办法今朝运用异常普遍,运用的规模也很广,在反相分派色谱中,样品的非极性部分起保存感化.

　　经由过程运用的流淌相是水—甲醇和水—乙腈,经由过程参加甲醇或乙腈的量的不合来调节分