《金屬材料成分分析技術》課件-紅外光譜法的定量分析與定性分析

紅外光譜法的定量分析

1定量分析的理論依據

2吸光度的測定

3常用的定量測定方法定量分析的理論依據1一、定量分析的理論依據朗伯-比耳定律，即在單一波長下，吸光度與物質的濃度成正比。由于紅外光譜的譜帶較多，選擇的余地大，所以能方便地對單一組份和多組份進行定量分析。不受樣品狀態(tài)的限制，能定量測定氣體、液體和固體樣品。紅外光譜定量分析應用廣泛。吸光度的測定2二、吸光度的測定一點法該法不考慮背景吸收，直接從譜圖中分析波數處讀取譜圖縱坐標的透過率，再由公式lgI0/It=A計算吸光度。二、吸光度的測定基線法通過測量峰兩邊的峰谷作一切線，以兩切點連線的中點確定I0；以峰最大處確定It

。常用的定量測定方法3三、常用的定量測定方法（一）直接計算法從譜圖上讀取透過率數值，按A＝ln(I0/I)(I0為入射光強度，I為透射光強度)的關系計算出A值，再按公式算出組分含量c，從而推算出質量分數。這一方法的前提是需用標準樣品測得摩爾吸光系數a值。這種方法適用于組分簡單、特征吸收帶不重疊、且濃度與吸收度呈線性關系的樣品。A=abc三、常用的定量測定方法（二）工作曲線法將一系列濃度的標準樣品的溶液。在同一吸收池內測出需要的譜帶，計算出吸收度值作為縱坐標，再以濃度為橫坐標，作出響應的工作曲線。由于是在同一吸收池內測量，故可獲得A～c的實際變化曲線。這種方法適用于組分簡單．特征吸收譜帶重疊較少，而濃度與吸收度不完全呈線性關系的樣品。三、常用的定量測定方法（三）解聯立方程法解聯立方程法運用的對象是組分眾多而波帶又彼此嚴重重疊的樣品，通常無法選出較好的特征吸收譜帶。采用這一方法的條件是必須具備各個組分的標準樣品且各組分在溶液中是遵守Beer定律的。定量分析可以根據吸光度的加和特性來進行。1定量分析的理論依據2吸光度的測定3常用的定量測定方法紅外光譜法的定性分析-已知物的鑒定定性分析已知物的鑒定已知物的鑒定的步驟01樣品準備02儀器校準03樣品測量04光譜解析05鑒定結論06記錄和報告特征峰的位置、形狀和強度的分析1.特征峰位置特征峰的位置通常與分子中特定的官能團或化學鍵的振動頻率相對應。2.特征峰形狀特征峰的形狀可以提供關于官能團存在狀態(tài)以及分子間相互作用的信息。常見的峰形包括尖銳峰、寬峰和肩峰等。3.特征峰強度特征峰的強度與官能團的含量、振動偶極矩的變化以及分子間的相互作用等因素有關。將試樣的譜圖與標準樣品的譜圖進行對照，或者與文獻上的譜圖進行對照。如果兩張譜圖各吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對強度一樣，可以認為樣品是該種標準物。如果兩張譜圖不一樣，或峰位不一致，則說明兩者不為同一化合物，或樣品有雜質。紅外光譜法的定性分析——未知物結構的測定定性分析未知物結構的測定未知物結構的測定基本：圖譜解析測繪樣品的紅外譜圖分析吸收峰的位置、形狀、強度等要素確定分子中所含的基團或化學鍵推斷分子的結構未知物結構的測定步驟1：準備工作了解樣品的來源、制備過程、外觀、純度、經元素分析后確定的化學式以及熔點、沸點、溶解性質等物理性質，取得對樣品有個初步的認識或判斷。未知物結構的測定步驟2：確定未知物的不飽和度

n4、n3、n1分別為分子中所含的四價、三價和一價元素原子的數目。二價原子如S、O等不參加計算。

=0分子是飽和的，烷烴及其不含雙鍵的衍生物；

=1可能有一個雙鍵或脂環(huán)；

=2可能有兩個雙鍵或脂環(huán)，也可能有一個叁鍵；

=4可能有一個苯環(huán)等。未知物結構的測定步驟3：圖譜解析一般順序：借助于手冊或書籍中的基團頻率表，分析官能團區(qū)各主要吸收帶的基團歸屬，初步判斷化合物中可能含有的基團和不可能含有的基團及分子的類型。再查看指紋區(qū)，進一步確定基團的存在及其連接情況和基團間的相互作用。未知物結構的測定步驟3：圖譜解析注意紅外光譜的三要素：紅外光譜的吸收峰的位置、強度和形狀

例1、C＝O的特征是在1680～1780cm-1范圍內有很強的吸收峰，如果在此位置出現較弱的峰，不能直接斷定C＝O的存在。

例2、締合羥基、締合胺基的吸收位置與游離狀態(tài)的吸收位置只略有差異，但峰的形狀變化很大。游離態(tài)的O－H吸收峰較為尖銳，而締合O－H的吸收峰圓滑而鈍。締合胺基吸收峰會出現分岔。未知物結構的測定步驟3：圖譜解析注意觀察同一基團或一類化合物的相關吸收峰：通過觀察相關峰，可以更準確地判斷基團的存在情況。綜合判斷分析結果，提出最可能的結構式，然后與已知樣品或標準圖譜對照，核對判斷的結果是否正確。未知物結構的測定，這是一個復雜的過程，其中圖譜的正確解析是