實驗-紫外可見吸收光譜法-苯的紫外光譜的測定與分析

PAGEPAGE15實驗紫外—可見分子吸收光譜法的應用—苯的紫外光譜的測定與分析一、實驗目的1、掌握如何利用紫外分子吸收光譜儀進行定性和定量分析；2、掌握雙光束紫外—可見（UV—VIS）分光光度計的使用。二、實驗原理許多有機化合物在一定能量的電磁輻射下伴隨著價電子能級的躍遷。根據量子理論：基態(tài)原子發(fā)生躍遷所吸收的能量是既定的，即滿足ΔE=E1-E0=hv時,才能產生躍遷。產生各種躍遷所需的能量為：ΔE電子≈1～20eV；ΔE振動≈ΔE電子×（1/10～1/100）≈0.01～2eV；ΔE轉動≈ΔE震動×（1/10～1/100）≈1×10-4～0.02eV,紫外可見光波長范圍為:λ可見=800nm～200nm.(常用的波長分析范圍。因為200nm～10nm為真空紫外區(qū)，主要是CO2、O2等對這波長范圍的譜線有嚴重的吸收，導致干擾分析測定，所以要求在真空中進行測定)。相對的能量為6.2eV～1.6eV，其能量可以滿足部分電子能級躍遷的需要。此外，在電子能級躍遷中也伴隨著相應的振動和轉動能級的變化（ΔE電子>ΔE震動>ΔE轉動），若是儀器的分辨能力不高，則使三種譜線（或精密結構）密集在一起，則使打印出來的圖譜的峰寬變寬（在儀器分辨能力一定時，溶劑由極性到非極性也可使這些精密結構消失）。利用分子中生色基團對特定譜線的吸收可進行定性分析，利用濃度與吸收值成正比（即朗伯—比爾定律）可進行定量分析。進行定性分析時，一般用的是比較法，把待分析的未知化合物的譜圖與純的已知物的譜圖或標準譜圖（如薩勒特光譜圖等）進行比較；也可以用有機化合物吸收波長的經驗規(guī)則的計算值進行分析。但應該注意的是：相同的紫外吸收光譜不能充分地證明兩種化合物是完全相同。因為只要有相同的發(fā)色基團，而分子結構就算不同，它們的最大吸收波長λmax仍然相同。所以紫外—可見光譜圖在分析未知化合物時只是提供有可能的基團結構信息，常和NMR、MS和IR（即四譜）聯(lián)用，使得分析更為準確、可靠。苯有三個吸收帶，分別為：E1帶(180nm，εmax=6×104L·cm-1·mol-1)、E2帶（204nm，εmax=8×10L·cm-1·mol-1）和B帶（255nm，εmax=200L·cm-1·mol-1），都是n→n*的躍遷.在分析的時候可以大致進行判定.本實驗主要研究苯的B帶.三、儀器與試劑1、儀器UV-2100型雙光束紫外可見分光光度計（附1cm的石英比色皿）2、試劑0.1mol/l苯儲備溶液環(huán)己烷(A.R.)無水乙醇（AR）四、實驗步驟通電之前檢查樣品室，拿出硅膠袋，樣品室除比色皿架外，不應有其他物體。打開主機電源開關，預熱儀器。儀器預熱30分鐘后，打開計算機，點擊桌面UV-2100操作軟件圖標，進入紫外可見分光光度計儀器自檢畫面，點擊開始，啟動自檢程序。自檢運行大約三分鐘后，全部自檢項目“OK”，出現“自檢完成，您可以進行測量了”的對話框，按下【確定】鍵，即可開始正常測量工作。未知物的光譜圖掃描（定性分析測定）：選擇工具欄中的[光譜]項，進入光譜掃描測量后，首先點擊【參數】項，根據光度、光譜、動力學等測量方法設定相應的測量參數。設置好參數后，將參比池和樣品池都加入參比液（無水乙醇或環(huán)己烷），蓋好樣品室蓋。按下顯示窗【Baseline【命令按鈕，自動校正儀器基線（注意：此工作只需要在第一次測量時進行，只要不改變參比溶液和測量波長范圍的情況下，只需校準一次）。在樣品池中加入樣品液（苯標液），單擊【測量】命令按鈕。即可進行測量運行測量完成后，點擊工具欄上的【尺標】，或者點擊圖譜右側的【樣品數據】即可觀察數據。選擇合適的波長為定量步驟測定濃度用，其波長為（nm）。6、濃度的測量（定性分析測定）：a、苯標準樣品(,溶劑為環(huán)己烷或乙醇)的制備：取四個10mL的容量瓶，用吸量管分別取0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL的0.1mol/l苯儲備溶液，用環(huán)己烷（A.R.）或乙醇定容至刻度。b、待測樣品的制備:取三個10mL的容量瓶，用吸量管分別取0.6mL、0.9mL、1.2mL的0.1mol/l苯儲備溶液，用環(huán)己烷（A.R.）或乙醇（A.R.）定容至刻度。C、選擇工具欄中的[定量]項，進入定量測量界面，點擊【參數】項，首先選擇測量方法為單波長標準曲線法，選擇零點插入，根據定性分析測的的波長，設定測量波長。根據標準樣品個數，設定標準樣品數（0濃度除外）。參數設定完畢后點擊確定，退出。先在參比池及第一個樣品池中都加入參比液，點擊下方工具欄中的【調節(jié)零點】。取出第一個樣品池中的參比液，將苯標準樣品液依次放入樣品池中，點擊測量，并填入相應的標準樣品號，并記錄讀數。點擊下方工具欄的【樣品/標樣】鍵，切換至未知試樣測量界面，將未知樣依次放入樣品池中，點擊測量，并記錄讀數。7、測量工作完畢，取出比色皿清洗干凈[最好用乙醇清洗]，擦干，放回盒子.關閉主機電源，退出計算機運行程序，關閉計算機，最后罩上儀器防塵罩。8、做好儀器使用情況登記。五、注意事項開機時，應確認試樣室光路上無遮擋物，并開機預熱30分鐘以上再測試。不要在儀器上方傾倒測試樣品，以免樣品污染儀器表面，損壞儀器。一定要將比色皿外部所沾樣品擦拭干凈，才能放進比色皿架進行測定不允許用酒精、汽油、乙醚等有機溶劑擦拭儀器開啟除濕機，注意防潮。六、數據處理根據所打印的數據和譜圖進行分析，并計算出被測試樣苯的濃度，以mol/L表示（苯的分子量為78.11；比重為0.88）。七、