苯及其衍生物的紫外吸收光谱分析
苯的紫外吸收光谱分析
1 实验目的
（1）了解主要光学仪器（AAS 、AFS 、UV 、F 荧光）结构及工作原理
（2）学习绘制紫外吸收曲线
2 实验原理
分子具有特征能级，分子从外界吸收的能量后，由基态跃迁到激发态。分子吸收能量具有量子化特征，即分子只能吸收等于两个能级只差的能量，于是有ΔE= h ν= hc λ
。 紫外光谱区主要是分子中原子外层电子跃迁，在电子跃迁的同时有会伴随着振动和转动能级跃迁，因而紫外吸收光谱一般包含着若干谱带系，一个谱带系又包含着不同普带，同一普带又包含着若干谱线。紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，分子的价电子的分布和结合情况决定了吸收光谱。不同的分子内部结构有差异，分子的价电子跃迁需要不同的能量，因此不同物质具有其特征吸收光谱。
3 实验步骤
（1）配制好纯苯、苯乙醇溶液及苯正己烷溶液。
（2）在三个石英池中分别加入纯苯、苯乙醇溶液、本正己烷溶液，外在紫外分光光度计中从200nm 到300nm 进行扫描，在计算机中得到相应的光谱图。
（3）根据得到的紫外吸收光谱图分析实验结果。
4 实验结果及分析
（1）实验结果
蓝色线—纯苯 红色线—苯乙醇溶液 黑色线—苯正己烷溶液 Sample-3
???(Abs)
??(nm)
1
2
3
4
5 200 250 300
（2）实验分析
吸收带,是有苯环结构中的三个乙烯的环①苯的紫外吸收在204nm左右有一个强吸收带即E
2
状共轭系统的跃迁产生的，是芳香族化合物的特征吸收带；在230-27出有一个较弱的吸收带，称为精细结构吸收带，也叫B带，这是由于π→π* 跃迁和苯环的振动重叠引起的。
②纯苯溶液和苯在极性（乙醇）或非极性（正己烷）溶液中，得到紫外吸收曲线的形状大体是相同的。说明有机物的紫外吸收曲线的形状反应了有机物的结构，不会因为溶剂的改变而改变。
③苯在有机溶剂中吸收强度比纯苯溶液的吸收强度明显大得多。但是在非极性（正己烷）中的吸收强度稍大些。这是因为苯在有机溶剂溶解度大，并且在非极性溶剂（正己烷）中溶解度稍大于在非极性溶液（乙醇），因此在进行有机物紫外吸收分析时，溶剂的选择性对实验的准确度有着重大的影响。
吸收带红色移，在非极性溶液（正己烷）④苯在极性（乙醇）和非极性（正己烷）溶液中E
2
比在极性溶液中（乙醇）移动的稍大些；相反，B吸收带蓝移，在极性溶液（乙醇）比在在非极性溶液中稍大些。苯正己烷溶液是因为正己烷的偶极性使得苯的极性增强，苯乙醇溶液是乙醇分子与苯形成氢键使得苯的极性增强。
高中化学实验三： 有机化合物的紫外-可见吸收光谱及溶剂效应
实验三：有机化合物的紫外-可见吸收光谱及溶剂效应 一、实验目的 1、了解紫外-可见分光光度法的原理及应用范围。 2、了解紫外-可见分光光度计的基本构造及设计原理。 3、了解苯及衍生物的紫外吸收光谱及鉴定方法。 4、观察溶剂对吸收光谱的影响。 二、实验原理 紫外-可见分光光度法是光谱分析方法中吸光测定法的一部分。 1、紫外-可见吸收光谱的产生 紫外可见吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。分子内部的运动分为价电子运动、分子内原子在平衡位置附近的振动和分子绕其重心的转动。因此分子具有电子能级、振动能级和转动能级。通常电子能级间隔为1至20eV，这一能量恰落在紫外与可见光区。每一个电子能级之间的跃迁，都伴随着分子的振动能级和转动能级的变化，因此，电子跃迁的吸收线就变成了内含有分子振动和转动精细结构的较宽的谱带。 芳香族化合物的紫外光谱的特点是具有由π→π*跃迁产生的3个特征吸收带。例如，苯在184nm附近有一个强吸收带，ε=68000；在204nm处有一较弱的吸收带，ε=8800；在254nm附近有一个弱吸收带，ε=250。当苯处在气态时，这个吸收带具有很好的精细结构。当苯环上带有取代基时，则强烈地影响苯的3个特征吸收带。 2、紫外-可见光谱分析法的应用 1）化学物质的结构分析； 2）有机化合物分子量的测定； 3）酸碱离解常数的测定； 4）标准曲线法测定有机化合物的含量； 5）络合物中配位体/金属比值的测定； 6）有机化合物异构物的判别等。 3、紫外-可见分光光度计的基本构造 三、实验仪器与试剂 仪器：Cary500紫外-可见-近红外分光光度计 比色管（带塞）：5mL10支，10mL3支； 移液管：1mL6支，0.1mL2支
苯和苯衍生物紫外吸收光谱的测定
苯和苯衍生物紫外吸收光谱的测定
实验三苯和苯衍生物紫外吸收光谱的测定 一、实验目的 1．了解紫外可见光光度计的结构、用途及使用方法 2．了解紫外吸收光谱在有机化合物结构鉴定中的作用及原理。 3.了解溶剂极性及pH对吸收光谱的影响及原理。 4. 了解紫外-可见吸收光谱的产生及不同助色团对苯的紫外吸收光谱的影响,。 二、实验原理 作为有机化合物结构解析四大光谱之一，紫外吸收光谱具有方法简单、仪器普及率高、操作简便，紫外吸收光谱吸收强度大检出灵敏度高，可进行定性、定量分析的特点。尽管紫外光谱谱带数目少、无精细结构、特征性差，只能反映分子中发色团和助色团及其附近的结构特征，无法反映整个分子特性，单靠紫外光谱数据去推断未知物的结构很困难，但是紫外光谱对于判断有机物中发色团和助色团种类、位置、数目以及区别饱和与不饱和化合物，测定分子中共轭程度进而确定未知物的结构骨架等方面有独到之处。因此
苯、甲苯、苯酚、苯胺、硝基苯、苯甲醛、苯甲酸的环己烷溶液，用环己烷稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以环己烷作参比溶液，在紫外区200-400nm进行波长扫描，得8种物质的紫外吸收光谱。观察比较苯及其衍生物的吸收光谱，讨论取代基对苯原有的吸收带的影响。 3、溶剂极性对紫外吸收光谱 (1)溶剂极性对n →Π*跃迁的影响 在3个10mL 具塞比色管中各加0.04mL丁酮，分别用水、乙醇、氯仿稀释至刻度，摇匀。用带盖的1cm石英吸收池相对各自的溶剂作参比在200-320nm波长范围内绘制紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂对n →Π*跃迁的影响，讨论原因。 (2)溶剂极性对Π→Π*跃迁的影响 在3个10mL具塞比色管各加0.20 mL异亚丙基丙酮溶液，分别用正己烷、氯仿、水稀释至刻度摇匀。用带盖的1cm石英吸收池相对各自的溶剂做参比溶液，在200-320nm波长范围内绘制紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂对Π→Π*跃迁的影响，讨论原因。 (3)溶剂极性对β-羰基化合物酮式和烯醇式互变异构体的影响： 在3个5 mL具塞比色管中分别加入0.5mL乙
苯及其衍生物的紫外吸收光谱的绘制和溶剂效应
苯及其衍生物的紫外吸收光谱的绘制和溶剂效应 1、实验目的 1.了解苯及其衍生物的紫外吸收光谱及鉴定方法。 2.观察溶剂对吸收光谱的影响。 3.掌握紫外―可见分光光度计的使用。 2、实验原理 芳香族化合物的特征吸收是由于苯环结构中三个乙烯的环状共轭体系ππ* →跃迁产生的两个强吸收带，谱带分别位于1185()nm E 带和1204()nm E 带，以及由于ππ* →跃迁和苯环振动重叠而产生的 较弱吸收带B （带），谱带位于230270nm ―。当苯处在气态时有良好的精细结构；当苯环上有取代基 时，会对其3个特征吸收带强烈的影响，特征吸收带位移、精细结构简单化。例如在碱性条件下的苯酚离子3个吸收带分别移至209nm ，235nm 和286(/)nm L mol cm ?。 利用紫外吸收光谱鉴定有机化合物的方法是在相同条件下（溶剂、浓度、pH 、温度等）比较未知物与已知纯化合物的吸收光谱，或在与标准谱图相同条件下将绘制的未知物的吸收光谱，再与标准谱图 比较，若两者完全一致，基本可认为是同一化合物。 溶剂的极性对有机化合物的紫外吸收光谱有一定的影响，溶剂的极性增加会使有机化合物ππ* →跃迁产生的吸收带红移，n π* →跃迁产生的吸收带蓝移。 3、仪器和试剂 1.仪器 紫外―可见分光光度计；1.00cm 石英比色皿；带塞比色皿：2510mL 支；10mL 移液管3支。 2.试剂 苯()AR 、苯甲酸()AR 、苯酚()AR 、环己烷()AR 、乙醇()AR 、丙酮()AR 。 4、实验操作 1.苯及其衍生物的紫外吸收光谱的绘制 （1）在石英吸收池，加两滴苯，加盖，放置约两分钟后，相对空石英吸收池，在200至320nm 波长范围内绘制紫外吸收光谱。 （2）在3支25mL 带塞比色管中分别加0.5()mL 两滴苯、20mg 苯酚、20mg 苯甲酸，用环己烷 10mL 溶解后稀释至刻度为母液。分别取2mL 母液于25mL 带塞比色管中，用环己烷溶液稀释至刻度， 摇匀。用带盖的石英吸收池相对环己烷溶液，在200至320nm 波长范围内绘制紫外吸收光谱。找出max λ，并计算相对于苯的max λ?红移值。
仪器分析实验
实验一苯及其衍生物的紫外吸收光谱的测绘及溶剂对紫外吸收光谱的影响 一、目的要求 1．了解不同的助色团对苯的紫外吸收光谱的影响。 2．观察溶剂极性对丁酮、异亚丙基丙酮的吸收光谱以及pH 对苯酚的吸收光谱的影响。 3．学习并掌握紫外可见分光光度计的使用方法。 二、实验原理 具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在紫外区（200~ 400nm）有特征吸收，为鉴定有机化合物提供了有用的信息。方法是比较未知物与纯的已知化合物在相同条件（溶剂、浓度、pH 值、温度等）下绘制的吸收光谱，或将未知物的紫外光谱与标准谱图（如Sadtler紫外光谱图）比较，如果两者一致，说明至少它们的生色团和分子母核是相同的。 E1带、E2带和B带是苯环上三个共轭体系中的的π→π*跃迁产生的，E1带和E2带属强吸收带，在230~270nm范围内的B带属弱吸收带，其吸收峰常随苯环上取代基的不同而发生位移。 影响有机化合物的紫外吸收光谱的因素有：内因（共轭效应、空间位阻、助色效应）和外因（溶剂的极性和酸碱性）。 溶剂的极性和酸碱性不仅影响待测物质吸收波长的移动，还影响吸收峰吸收强度和它的形状。 三、仪器 紫外可见分光光度计（自动扫描型）石英吸收池容量瓶（10 mL，5 mL）吸量管（1 mL，0.1 mL）四、试剂 苯、乙醇、氯仿、丁酮、异亚丙基丙酮、正庚烷（均为A.R） 苯的正庚烷溶液（以1︰250比例混合而成）、甲苯的正庚烷溶液（以1︰250比例混合而成） 0.3 mg ·mL－1苯酚的乙醇溶液、0.3 mg ·mL－1苯酚的正庚烷溶液、0.4 mg ·mL－1苯酚的水溶液、0.8 mg ·mL－1苯甲酸的正庚烷溶液、0.8 mg ·mL－1苯甲酸的乙醇溶液、0.3 mg ·mL－1 苯乙酮的正庚烷溶液、0.3 mg ·mL－1苯乙酮的乙醇溶液 异亚丙基丙酮分别用水、甲醇、正庚烷配成浓度为0.4 mg ·mL－1的溶液 五、实验步骤 1．苯及其一取代物的吸收光谱的测绘 在五只5 mL容量瓶中分别加入0.50 mL苯、甲苯、苯乙酮、苯酚、苯甲酸的正庚烷溶液，用正庚烷稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入带盖的石英吸收池中，以正庚烷为参比，从220~320 nm进行波长扫描，得吸收光谱。 观察各吸收光谱的图形，找出最大吸收波长λmax，并计算各取代基使苯的λmax红移了多少？2．溶剂性质对紫外吸收光谱的影响 （1）溶剂极性对n→π* 跃迁的影响在三只5 mL的容量瓶中，各加入0.02 mL（长嘴滴管1滴）的丁酮，分别用水、乙醇、氯仿稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入石英吸收池，分别相对各自的溶剂，从220~350 nm进行波长扫描，制得吸收光谱。比较它们吸收光谱的最大吸收波长的变化，并解释。 （2）溶剂极性对π→π* 跃迁的影响在三只10 mL的容量瓶中依次加入0.20 mL分别用水、甲醇、正庚烷配制的异亚丙基丙酮溶液，并分别用水、甲醇、正庚烷稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入石英吸收池，相对各自的溶剂，从200 ~300 nm 进行波长扫描，制得吸收光谱。比较吸收光谱的最大吸收波长的变化，并解释。 （3）溶剂极性对吸收峰吸收强度和形状的影响在三只5 mL的容量瓶中，分别加入0.50 mL苯酚、苯乙酮、苯甲酸乙醇溶液，用乙醇稀释至刻度，摇匀。将它们依次装入带盖的石英吸收池中，以乙醇为参比，从220~320 nm进行波长扫描，得吸收光谱。与苯酚、苯乙酮、苯甲酸的正庚烷溶液的吸收光谱相比较，得出结论。 3．溶液的酸碱性对苯酚吸收光谱的影响在二只5 mL的容量瓶中，各加入0.50 mL苯酚的水溶液，分别用0.1 mol·L－1HCl、0.1 mol·L－1NaOH溶液稀释至刻度，摇匀。将它们分别依次装入石英吸收池，相对水，从220~350 nm进行波长扫描，制得吸收光谱。比较它们的最大吸收波长，并解释。 六、思考题 1．举例说明溶剂极性对n→π*跃迁和π→π* 跃迁吸收峰将产生什么影响？ 2．在本实验中能否用蒸馏水代替各溶剂作参比溶液，为什么？ 实验二紫外分光光度法测定芳香族化合物 一、实验目的 1、了解紫外吸收光谱在有机结构分析的应用；借助“标准吸收光谱图”鉴定未知物； 2、学习有机物的定量分析方法。 二、实验原理
紫外吸收光谱法测定苯的含量
江南大学实验报告 实验名称紫外吸收光谱法测定苯的含量 一、实验目的 1、了解紫外光谱法测定苯的原理及方法。 2、了解TU-1901双光束紫外可见分光光度计的使用。 3、学习利用吸收光谱曲线进行化合物鉴定和纯度检查。 二、实验原理 许多有机化合物或其衍生物，在可见光或紫外光区有吸收光谱，各种物质分子有其特征的吸收光谱。吸收光谱的形状和物质的特性有关，可作为定型鉴定的依据，而在某选定的波长下，测量其吸收光度即可对物质进行定量分析。紫外吸收光谱用于定量分析时，符合朗伯比尔定律，即A=κbc，式中A为吸光度，κ为摩尔吸收系数，b为液层厚度。 三、仪器和试剂 1、仪器 TU-1901型紫外-可见分光光度计，1cm石英比色皿，5ml吸量管，10ml容量瓶。 2、试剂 苯（色谱纯），乙醇（AR、95%），0.1g/L苯标准溶液。 四、实验步骤 1、吸收曲线的绘制 将装有参比溶液和标准试样的比色皿放入光路中，在紫外分光光度计上，从波长200-300nm，每隔0.5nm扫描出苯的吸收曲线。指出苯的B吸收带，找出B吸收带的最大吸收波长。2、试样中苯含量的测定 （1）苯标准曲线的绘制分别吸取1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml0.1g/l的苯标准溶液于5只10ml容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。用1ml石英比色皿，以乙醇做参比溶液，在最大吸收波长处分别测定其吸光度。 以吸光度为纵坐标，苯的含量为横坐标绘制标准曲线。 （2）测定乙醇试样中苯的含量准确吸取含苯的试样5ml于10ml容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀，用1cm石英比色皿，以乙醇做参比溶液，在最大吸收波长处测定试样溶液的吸光度，根据苯标准曲线查的相应的样品浓度。 3、结束工作 （1）实验结束，关闭紫外工作软件、电脑电源。 （2）取出吸收池，清洗晾干放入盒内保存。 （3）清理台面，填写仪器使用记录。 五、实验结果 最大吸收波长λmax=254.50nm
苯及其衍生物的紫外光谱测定
实验二 苯及其衍生物的紫外光谱测定 一、目的 1．用紫外分光光度汁测定苯及其衍生物的紫外吸收光谱，计算跃迁能。 2．掌握TU-1900型分光光度计的使用方法。 二、基本原理 原子或分子中的电子(成键电子、反键电子，孤对电子、游离基电子等)当受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到另一个能级，称为跃迁。这种跃迁所需要的能量称为跃迁能；原子或分子中电子的跃迁能级与电磁波中某一光子的能量相一致时就会发生能级跃迁，即 21max c E E E hv h λ?=-== （2-1） 式中：h 为普朗克常数；c 为光速；λmax 为最大吸收波长。 因此，电子激发所对应的光子的能量，可用相对吸收的光频率或波长来表示。如果有连续频率的辐射照射于氮原子元素的蒸气，就可得到一系列吸收光谱。这种光谱是不连续的先行光谱。 这是由于分子的E ?转动比E ?振动小10~100倍，E ?振动比E ?电子约小10倍，当发生电子 能级间的跃迁时，不可避免地要发生振动能级与转动能级间的跃迁。因此，所得到的分子吸收光谱就不是不连续的线状光谱，而是连续的带状光谱。跃迁的ΔE 应为其振动能、转动能和电子运动能的变化总和： ++E E E E ?=???振动电子转动 （2-2） 从分子的成键情况看，与吸收光谱有关的电子主要有三种：（1）形成单键的σ电子；（2）形成复键的π电子；（3）非键n 电子。根据分子轨道理论，三种电子的能级高低次序一般是： **n σσ（）＜（π）＜（）＜（π）＜（） （2-3） 分子在大多数有机化合物中，电子总是填充在n 轨道以下的各个分子轨道中。当受到外来辐射的激发时，处于较低能级的电子就跃迁到较高的能级。由于各个分子轨道之间的能量差不同，各个不同的跃迁所需吸收的能量也不同，见图1. 图1 各种电子跃迁相应的吸收峰和能量示意图
实验一 苯及其衍生物的紫外吸收光谱测绘及紫外吸收光谱定性分析的应用
实验一苯及其衍生物的紫外吸收光谱测绘及紫外吸收光谱 定性分析的应用 一、实验目的 1、学习紫外可见分光光度计的使用方法。 2、掌握紫外吸收光谱的测绘方法。 3、了解不同的助色团、生色团对苯的紫外吸收光谱的影响。 4、学会利用吸收光谱进行未知物鉴定的方法。 二、基本原理 具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在紫外区（200~ 400nm）有特征吸收。芳香族化合物π→π*跃迁在近紫外区产生3个特征吸收带。苯的特征吸收带为184nm （E1）,204nm(E2),254nm(B)。E1带、E2带和B带是苯环上三个共轭体系中的的π→π*跃迁产生的，E1带和E2带属强吸收带，在230~270nm范围内的B带属弱吸收带，其吸收峰常随苯环上取代基的不同而发生位移。当苯环上有助色基团如—OH、—Cl等取代基时，由于n—π共轭，使E2吸收带向长波长方向移动，但一般在210nm左右。同时，n—π共轭还能引起苯吸收的精细结构消失。生色基团为一类含有π键的不饱和基团，在饱和碳氢化合物或苯环上引入这些基团后其最大吸收波长将移至紫外及可见区范围内，产生红移效应。 紫外吸收光谱为有机化合物的定性分析提供了有用的信息为鉴定有机化合物提供了有用的信息。方法是比较未知物与纯的已知化合物在相同条件（溶剂、浓度、pH值、温度等）下绘制的吸收光谱，或将未知物的紫外光谱与标准谱图（如Sadtler紫外光谱图）比较，如果两者一致，说明至少它们的生色团和分子母核是相同的。但是，有机化合物在紫外区的吸 收峰较少，有时会出现不同的结构，只要具有相同的生色团，它们的最大吸收波长 max λ相 同，然而其摩尔吸光系数ε或比吸光系数E%1 1cm 值是有差别的。因此需利用 max λ和 max λ处 的ε或E%1 1cm 等数据作进一步比较。 在测绘比较用的紫外吸收光谱图时，应首先对仪器的波长准确性进行检查和校正。还必须采用相同的溶剂，以排除溶剂的极性对吸收光谱的影响。同时还应注意PH值、温度等因素的影响。在实际应用时，应注意溶剂的纯度。
实验三 有机化合物的吸收光谱及溶剂效应
实验三有机化合物的吸收光谱及溶剂效应 一、实验目的 1．了解紫外可见分光光度计的结构及使用方法。 2．了解苯及其衍生物的紫外吸收光谱及鉴定方法。 3．观察溶剂对吸收光谱的影响。 二、实验内容 1．未知有机化合物的鉴定。 2．溶剂对紫外吸收光谱的影响。 三、实验原理、方法和手段 紫外吸收光谱、红外光谱、核磁共振波谱和质谱是有机结构解析的四大工具，尽管紫外吸收光谱谱带数目少，缺少精细结构，光谱的特征不强，但它在有机化合物结构鉴定中仍是一种有用的辅助手段，特别对于芳香族化合物，由于它在紫外区的特征吸收，给鉴定提供了有用的信息。 芳香族化合物的紫外光谱的特点是具有由π→π*跃迁产生的3个特征吸收带。例如，苯在184nm附近有一个强吸收带，ε＝68000；在204nm处有一较弱的吸收带，ε＝8800；在254nm附近(或230～270nm)有一个弱吸收带，ε＝250。当苯处在气态时，这个吸收带具有很好的精细结构。当苯环上带有取代基时，则强烈地影响苯的3个特征吸收带。 利用紫外吸收光谱鉴定有机化合物的方法是在相同的条件下，比较未知物与已知纯化合物的吸收光谱，或将未知物的吸收光谱与标准谱图(例如Sadtler紫外光谱图)对比，如果两者的吸收光谱完全一致，则可认为是同一种化合物。 四、仪器与试剂 （一）仪器：紫外—可见分光光度计； 比色管(带塞)：5mL 10支，10mL 3支； 移液管：lmL 6支，0.1mL 2支。 （二）试剂：苯、乙醇、环己烷、正己烷、氯仿、丁酮、异亚丙基丙酮。 溶液：HCl(0.1mol·L－1)，NaOH(0.1mo1·L－1)，苯的环己烷溶液(1:250)，甲苯的环己烷溶液(1:250)，苯的环己烷溶液(0.3g·L－1)，苯甲酸的环己烷溶液(0.8g·L－1)，苯胺的环己烷溶液(1:3000)，苯酚的水溶液(0.4g·L－1)。异亚丙基
实验4紫外光谱法纯度检查及苯含量的测定
实验4 紫外吸收光谱法测定苯的含量 一、实验目的 1、了解紫外光谱法测定苯的原理及方法。 2、了解TU-1901双光束紫外可见分光光度计的使用。 3、学习利用吸收光谱曲线进行化合物鉴定和纯度检查。 二、实验原理 许多有机化合物或其衍生物，在可见光或紫外光区有吸收光谱，各种物质分子有其特征的分子吸收光谱（吸收曲线）。吸收光谱的形状和物质的特性有关，可作为定型鉴定的依据，而在某选定的波长下，测量其吸收光度即可对物质进行定量分析。 紫外吸收光谱用于定量分析时，符合朗伯--比尔定律，即A=κbc，式中A为吸光度，κ为摩尔吸收系数，b为液层厚度。 三、仪器和试剂 1、仪器：TU-1901型紫外-可见分光光度计，1cm石英比色皿，5ml吸量管，10ml容量瓶。 2、试剂：苯（色谱纯），乙醇（AR、95%），0.1g/L苯标准溶液。 四、实验内容 1、准备工作 依次打开主机、计算机以及显示器的电源开关，预热30min。 2、吸收曲线的绘制 将装有参比溶液和标准试样的比色皿放入光路中，在紫外分光光度计上，从波长200-300nm，每隔0.5nm扫描出苯的吸收曲线。指出苯的B吸收带，找出B吸收带的最大吸收波长。3、试样中苯含量的测定 （1）苯标准曲线的绘制分别吸取1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL 0.1g/L的苯标准溶液于5只10ml容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。用1ml石英比色皿，以乙醇做参比溶液，在最大吸收波长处分别测定其吸光度。 以吸光度为纵坐标，苯的含量为横坐标绘制标准曲线。 （2）测定乙醇试样中苯的含量准确吸取含苯的试样5mL于10mL容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀，用1cm石英比色皿，以乙醇做参比溶液，在最大吸收波长处测定试样溶液的吸光度，根据苯标准曲线查得相应的样品浓度。 4、结束工作 （1）实验结束，关闭紫外工作软件、电脑电源。 （2）取出吸收池，清洗晾干放入盒内保存。 （3）清理台面，填写仪器使用记录。 五、实验结果
实验一 芳香族化合物的紫外光谱及溶剂效应
实验一芳香族化合物的紫外光谱及溶剂效应 专业与班级学号姓名 一、实验目的 1、学习紫外-可见分光光度计的结构及使用方法。 2、了解苯及其衍生物的紫外吸收光谱及鉴定方法。 3、了解不同助色团对苯的紫外吸收光谱的影响。 4、观察溶剂对吸收光谱的影响。 二、实验原理 具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在近紫外区（200nm~400nm）有特征吸收，为鉴定有机化合物提供了有用的信息。利用紫外吸收光谱鉴定有机化合物的方法是在相同条件下，比较未知物与已知纯化合物的吸收光谱，或将未知物的吸收光谱与标准谱图对比，如果两者的吸收光谱完全一致，说明至少它们的生色团和分子母核是相同的，可初步认为是同一种化合物。 芳香族化合物的紫外吸收光谱的特点是具有由π-π*跃迁产生的3个特征吸收带，例如：苯在184nm附近有一个强吸收带，在204nm处有一较弱的吸收带；在254nm附近有一弱吸收带。当苯处于气态时（或非极性溶剂中），这3个吸收带将具有很好的精细结构；当苯环上有取代基时，则强烈地影响这3个吸收带。 三、仪器与试剂 岛津UV-2450、UV-2550紫外可见分光光度计；石英比色皿10mm 2对；滴管或吸量管1.0mL 6支。苯、甲苯、苯酚、正已烷（溶剂）、乙醇（溶剂）。配制溶液：苯-正已烷、甲苯-正已烷、苯酚-正已烷、苯-乙醇。 四、实验内容与步骤 1、苯及其衍生物的吸收光谱的测绘 （1）有机物的鉴定用滴管移取适量空白于两支石英比色皿中，设置好光谱测定方法，扫描好基线，再将未知试样加入样品石英比色皿中，在适当的速度下进行扫描，根据软件测定的数据作好记录，并绘制未知试样的紫外吸收光谱。在纯物质标准图库中对比、查找相应的光谱，进而鉴定未知样品。（本实验中以苯为鉴定对象） （2）苯与其衍生物的紫外光谱在相同的光谱测试条件下，以正己烷为参比溶液，测试并绘制苯、甲苯、苯酚的紫外吸收光谱。观察并对比各吸收光谱的图形，找出其λmax，并算出各种取代基对λmax的影响。
液体紫外分析实验---苯及其衍生物的紫外吸收光谱的测绘及溶剂对紫外吸收光谱的影响实验
苯及其衍生物的紫外吸收光谱的测绘及溶剂对紫外吸收光谱的影响实验 一、目的要求 1．了解不同的溶剂对苯甲醛的紫外吸收光谱的影响。 2．观察溶剂极性对苯甲醛的吸收光谱的影响。 3．学习并掌握紫外可见分光光度计的使用方法。 二、实验原理 1、紫外吸收光谱的产生 紫外吸收光谱法是由于物质吸收了一定波长的紫外光引起分子中价电子能级跃迁而形成的一种分析方法。不同物质分子中电子类型、分布和结构不同，紫外光谱就不同，因此紫外光谱可用于定性和结构分析。有机分子中有几种不同性质的价电子：形成单键的σ电子、形成双键的π电子以及氧、氮等杂原子所含的未成键的n电子。可能产生的主要电子跃迁以及所需能量大小顺序如下： σ→σ*>n→σ*≥π→π*>n→π* 其中，σ→σ*、n→σ*和孤立双键的π→π*跃迁所需能量较大，吸收带波长较短，一般出现在远紫外区（10~200 nm），在普通的紫外可见分光光度计的检测范围（200~1000 nm）之外。共轭效应所形成的大π键各能级间距离较近，使π→π*跃迁能量下降，吸收带向长波方向移动到仪器检测范围内。所以紫外吸收光谱研究的重点是共轭体系中π→π*和与双键相连接的杂原子（C=O、C=N、S=O等）上未成键的孤对电子的n→π*跃迁的结果。 紫外吸收光谱是带状光谱，吸收带的位置用吸收强度最大处的波长，即最大吸收波长（λmax）表示，吸收带的强度用该波长处的摩尔吸收系数（ɛmax）表示。分子中有些吸收带已被指认，其中由共轭体系中π→π*产生的吸收带称为K带，其特点是吸收强度大，ɛmax在104 L•mol-1•cm-1左右，λmax随着共轭体系中双键数增加而增大，在217~280 nm范围内变化；n→π*产生的吸收带称为R带，是弱吸收带，ɛmax<100 L•mol-1•cm-1；在芳香族化合物中，环状共轭体系的π→π*产生E1、E2和B三个吸收带，其中E2和B带的吸收波长大于200 nm，能被仪器所检测。 2、溶剂对紫外吸收光谱的影响 影响紫外吸收光谱的外因是指测定条件，如溶剂效应等。所谓溶剂效应是指受溶剂极性或酸碱性的影响，使溶质吸收峰的波长、强度以及形状发生不同程度的发生变化。因为溶剂分子和溶质分子间能够形成氢键、或极性分子的偶极使溶质分子的极性增强，从而引起溶质分子能级的变化，使吸收带发生迁移。如异丙叉丙酮的溶剂效应如表1-1所示。随着溶剂极
仪器分析实验-苯及其衍生物的紫外吸收光谱的测绘
苯及其衍生物的紫外吸收光谱的测绘 一实验目的 了解不同助色团对苯的紫外吸收光谱的影响；了解溶剂对紫外吸收光谱的影响；以及掌握紫外吸收分光光度计的操作方法。 二实验原理 具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在近紫外区（200-400）有特征吸收，为鉴定有机化合物提供了有用的信息。方法是比较未知物与纯的已知化合物在相同条件（溶剂、浓度、pH值、温度等）下绘制的吸收光谱，或将绘制的未知物的吸收光谱与标准谱图相比较，如果两者一致，说明至少它们的生色团和分子母核是相同的。苯在230-270nm之间出现有精细结构的B带是其特征吸收峰，中心在254nm附近，其最大吸收峰常随苯及苯环上取代基的不同而发生位移。苯在190-210nm上还有E1、E2带吸收，其摩尔吸光系数高，属强吸收。 三实验仪器与试剂 仪器：UV紫外分光光度计 试剂：苯（分析纯），乙醇，正己烷，苯酚。 四实验步骤 1、配制溶液：取4只50ml的容量瓶，分别标号为1,2,3,4,。在1号和2号容量瓶中分别加入6滴苯，3号和4号容量瓶中分别加入6滴苯酚。然后在1号和3号容量瓶中再分别加入无水乙醇溶液，定容至50ml，摇匀，静置于桌面。2号和4号容量瓶中再分别加入正己烷溶液，定容至50ml，摇匀，静置。 2、测定溶液：在带盖的石英吸收池中，相对环己烷，从220-320nm进行波长扫描，制作并得到吸收光谱。 3、分析图样：观察各吸收谱的图形，分析不同溶剂对苯的吸光度的影响，了解不同助色团对苯的紫外吸收光谱的影响。 五结果分析 所得吸收光谱图样如下：
图1：苯的吸收光谱 Sample-1 吸光度(A b s ) 波长(nm) -101 2 3 4 5 200 250300 Sample-1 吸光度(A b s ) 波长(nm) -10 1 2 3 4 5 200 250300 图2：苯+正己烷 图3、苯+乙醇 Sample-1 吸光度(A b s ) 波长(nm) -10 1 2 3 4 5 200 250300
苯及其衍生物的紫外吸收光谱分析
苯的紫外吸收光谱分析 1 实验目的 （1）了解主要光学仪器（AAS 、AFS 、UV 、F 荧光）结构及工作原理 （2）学习绘制紫外吸收曲线 2 实验原理 分子具有特征能级，分子从外界吸收的能量后，由基态跃迁到激发态。分子吸收能量具有量子化特征，即分子只能吸收等于两个能级只差的能量，于是有ΔE= h ν= hc λ 。 紫外光谱区主要是分子中原子外层电子跃迁，在电子跃迁的同时有会伴随着振动和转动能级跃迁，因而紫外吸收光谱一般包含着若干谱带系，一个谱带系又包含着不同普带，同一普带又包含着若干谱线。紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的，分子的价电子的分布和结合情况决定了吸收光谱。不同的分子内部结构有差异，分子的价电子跃迁需要不同的能量，因此不同物质具有其特征吸收光谱。 3 实验步骤 （1）配制好纯苯、苯乙醇溶液及苯正己烷溶液。 （2）在三个石英池中分别加入纯苯、苯乙醇溶液、本正己烷溶液，外在紫外分光光度计中从200nm 到300nm 进行扫描，在计算机中得到相应的光谱图。 （3）根据得到的紫外吸收光谱图分析实验结果。 4 实验结果及分析 （1）实验结果 蓝色线—纯苯 红色线—苯乙醇溶液 黑色线—苯正己烷溶液 Sample-3 ???(Abs) ??(nm) 1 2 3 4 5 200 250 300
（2）实验分析 吸收带,是有苯环结构中的三个乙烯的环①苯的紫外吸收在204nm左右有一个强吸收带即E 2 状共轭系统的跃迁产生的，是芳香族化合物的特征吸收带；在230-27出有一个较弱的吸收带，称为精细结构吸收带，也叫B带，这是由于π→π* 跃迁和苯环的振动重叠引起的。 ②纯苯溶液和苯在极性（乙醇）或非极性（正己烷）溶液中，得到紫外吸收曲线的形状大体是相同的。说明有机物的紫外吸收曲线的形状反应了有机物的结构，不会因为溶剂的改变而改变。 ③苯在有机溶剂中吸收强度比纯苯溶液的吸收强度明显大得多。但是在非极性（正己烷）中的吸收强度稍大些。这是因为苯在有机溶剂溶解度大，并且在非极性溶剂（正己烷）中溶解度稍大于在非极性溶液（乙醇），因此在进行有机物紫外吸收分析时，溶剂的选择性对实验的准确度有着重大的影响。 吸收带红色移，在非极性溶液（正己烷）④苯在极性（乙醇）和非极性（正己烷）溶液中E 2 比在极性溶液中（乙醇）移动的稍大些；相反，B吸收带蓝移，在极性溶液（乙醇）比在在非极性溶液中稍大些。苯正己烷溶液是因为正己烷的偶极性使得苯的极性增强，苯乙醇溶液是乙醇分子与苯形成氢键使得苯的极性增强。
苯的吸收光谱
一、苯的吸收光谱 结论：苯的最大吸收波长在λ=200nm 处 二、乙醇中杂质苯的检测 结论：存在苯的吸收带，大约在255nm 处 苯的吸收光谱 λ/nm Abs 200 1.758 210 1.642 220 0.559 230 0.406 240 0.548 245 0.598 250 0.71 255 0.876 260 0.696 270 0.24 280 0.217 290 0.208 300 0.199 310 0.192 320 0.19 330 0.183 340 0.197 350 0.222 360 0.209 乙醇中杂质苯的检查 λ/nm Abs 230 0.284 240 0.99 245 1.501 250 1.864 255 2.098 260 1.752 265 0.366 270 0.117 280 0.005
三、溶剂性质对紫外吸收光谱的影响 溶剂性质对紫外吸收光谱的影响 波长（λ/nm）丙酮（水参比）Abs 丙酮（氯仿参比）Abs 丙酮（乙醇参比）Abs 220 0.243 0.166 0.373 230 0.86 0.172 1.327 240 1.998 0.145 1.855 250 2.423 0.197 2.253 260 2.371 1.107 2.404 270 2.271 2.0079 2.42 280 2.198 2.27 2.383 290 1.586 2.284 2.325 300 0.565 2.231 2.291 310 0.112 1.207 1.921 320 0.022 0.198 1.653 330 0.013 0.026 1.123 340 0.002 0 0.086 350 0.001 0 0.022 结论：溶剂极性增大，使溶液的吸收带发生蓝移，λmax变小。
苯和苯衍生物紫外吸收光谱的测定
实验三 苯和苯衍生物紫外吸收光谱的测定 一、实验目的 1．了解紫外可见光光度计的结构、用途及使用方法 2．了解紫外吸收光谱在有机化合物结构鉴定中的作用及原理。 3. 了解溶剂极性及pH 对吸收光谱的影响及原理。 4. 了解紫外-可见吸收光谱的产生及不同助色团对苯的紫外吸收光谱的影响,。 二、实验原理 作为有机化合物结构解析四大光谱之一，紫外吸收光谱具有方法简单、仪器普及率高、操作简便，紫外吸收光谱吸收强度大检出灵敏度高，可进行定性、定量分析的特点。尽管紫外光谱谱带数目少、无精细结构、特征性差，只能反映分子中发色团和助色团及其附近的结构特征，无法反映整个分子特性，单靠紫外光谱数据去推断未知物的结构很困难，但是紫外光谱对于判断有机物中发色团和助色团种类、位置、数目以及区别饱和与不饱和化合物，测定分子中共轭程度进而确定未知物的结构骨架等方面有独到之处。因此紫外吸收光谱是配合红外、质谱、核磁进行有机物定性鉴定和结构分析的重要手段。 利用有机光谱定性的依据是化合物的吸收光谱特征，主要步骤是绘制纯样品的吸收光谱曲线，由光谱特征依据一般规律作出判断；用对比法比较未知物和已知纯化合物的吸收光谱，或将未知物吸收光谱与标准谱图对比，当浓度和溶剂相同时，若两者谱图相同(曲线形状、吸收峰数目、λmax 及 εmax 等)，说明两者是同一化合物。为进一步确证可换溶剂进行比较测定。常用的光谱图集是Sadtler 谱图，它收集了46000多种化合物的紫外吸收光谱图，并附有五种索引，使用方便。最后要用其他化学、物理或物理化学等方法进行对照验证才能作出正确的结论。 溶剂的极性对溶质吸收峰的波长、强度和形状都有影响，当溶剂极性增大时Π→Π*跃迁产生的吸收带红移，而n →Π*跃迁产生的吸收带蓝移。有些基团的紫外吸收光谱和溶液的pH 关系很大，如苯酚在酸性与中性条件下的吸收光谱和碱性时不同。 溶剂的极性还影响吸收光谱的精细结构，当物质处于蒸气状态时，图谱的吸收峰上因振动吸收而表现出锯齿状精细结构。当溶剂从非极性变到极性时，精细结构逐渐消失，谱图趋于平滑。 三、仪器与试剂 仪器：1900紫外可见光光度计(普析通用)、1 cm 石英吸收池 、10 mL 具塞比色管、1mL 刻度移液管 试剂：苯、甲苯、苯酚、苯胺、硝基苯、苯甲醛、苯甲酸、萘、乙酰乙酸乙酯、异亚丙基丙酮、环己烷、正己烷、乙醇、丁酮、氯仿。 溶液：HCl (0.1mol·L -l )、NaOH(0.1mol·L -l )、 四、实验内容 1、 测定溶液的配制： 苯:环己烷(1:250)、甲苯:环己烷(1:250)、苯酚:环己烷(0.25mol·L -l )、苯胺:环己烷(1:250)、硝基苯:环己烷(1:250)、苯甲醛:环己烷(1:250)、苯甲酸:环己烷(0.8mol·L -l )、萘:环己烷(0.3mol·L -l )苯酚: 水(0.4mol·L -l )、乙酰乙酸乙酯分别用正己烷、乙醇、水配成浓度为0.5g·L -l 的溶液。异亚丙基丙酮分别用正己烷、乙醇、水配成浓度为0.4mol·L -l 的溶液。 2、 苯及其衍生物的吸收光谱 在8个10 mL 具塞比色管中分别加入1.0 mL 苯、甲苯、苯酚、苯胺、硝基苯、苯甲醛、苯甲酸的环己烷溶液，用环己烷稀释至刻度，摇匀。用1 cm 石英吸收池，以环己烷作参比溶液，在紫外区200-400nm 进行波长扫描，得8种物质的紫外吸收光谱。观察比较苯及其衍生
UV紫外可见吸收光谱-结构分析
课程名称： 实验名称：紫外可见吸收光谱法—结构分析 学院部门： 报告人： 同组人员： 实验时间： 提交时间： α( 阿而法) β( 贝塔) γ(伽马） δ（德尔塔） ε（艾普西龙） δ（截塔） ε（艾塔） ζ（西塔） η约塔） θ（卡帕） ι（兰姆达） κ（米尤） λ（纽） μ（可系） ν（奥密克戎） π （派） ξ （若） ζ （西格马）η （套）υ （英文或拉丁字母）θ（斐）χ（喜）ψ（普西）ω（欧米伽）
一、实验目的 1、学习并掌握紫外可见分光光度计的使用方法； 2、了解并掌握不同的助色团对苯的紫外吸收光谱的影响； 3、了解并掌握溶剂极性对丁酮、三氯乙烯的紫外吸收光谱的影响； 4、了解并掌握pH对苯酚的紫外吸收光谱的影响。 二、实验原理 2.1 紫外吸收光谱产生的基本原理及相关概念 紫外吸收光谱是由于分子中价电子的跃迁而产生的。因此，这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。按分子轨道理论，在有机化合物分子中有几种不同性质的价电子：形成单键的电子称为ζ键电子；形成双键的电子称为π键电子；氧、氮、硫、卤素等含有未成键的孤对电子，称为n电子。 当饱和单键碳氢化合物中的氢被氧、氮、硫、卤素等杂原子取代时，由于这类原子中有n 电子，n电子较ζ电子易于激发，使电子跃迁所需能量降低，吸收峰向长波长方向移动，这种现象称为红移，此时产生n→ζ* 跃迁。这种能使吸收峰波长向长波方向移动的杂原子基团称为助色团。 芳香族化合物π→π*跃迁在近紫外区产生3个特征吸收带。苯的特征吸收带为184nm（E1），204nm(E2)，254nm(B)。E1带、E2带和B带式苯环上三个共轭体系中的π→π*跃迁产生的，E1带和E2带属强吸收峰带，在230—270nm范围内的B带属弱吸收带，其吸收峰常随苯环上取代基的不同而发生位移。当苯环上有助色基团如—OH、—Cl等取代基时，由于n—π共轭，使E2吸收带向长波长方向移动，但一般在210nm左右。同时，n—π共轭还能引起苯吸收的精细结构消失。 生色基团为一类含有π键的不饱和基团，在饱和碳氢化合物或苯环上引入这些基团后其最大吸收波长将移至紫外及可见区范围内，产生红移效应。 2.2 影响化合物紫外吸收的因素 2.2.1 溶剂极性 溶剂极性对紫外光谱的影响较复杂，主要可分为两类：①对吸收强度和精细结构的影响。在非极性溶剂中，尚能观察到振动跃迁的精细结构。但若改为极性溶剂后，由于溶剂和溶质的分子作用力增强，使谱带的精细结构变得模糊，以致完全消失成为平滑的吸收谱带。②对最大吸收波长（ιmax）的影响。n→ζ*和n→π*跃迁的分子都含有非键的n电子，基态极性比激发态大，因此基态能够与溶剂之间产生较强的氢键，能量下降较大，而激发态能量下降较小，故跃迁能量增加，吸收波长相短波方向移动，即发生蓝移。而在π→π*跃迁的情况下激发态的极性比基态强，溶剂使激发态的能级降低的比基态多，使π→π*跃迁所需能量减小发生红移。 2.2.2 pH值 在碱性条件下苯及某些其衍生物易形成盐离子，盐离子带负电荷对应的杂原子上孤对电子增加则n电子较原化合物增多。n电子较易激发，因此所需跃迁能量降低，其对应的3个吸收峰将发生红移。反之，在酸性条件下，化合物形成正离子，杂原子上孤对电子与氢结合，n 电子云密度降低，使跃迁所需能量增加，波长向短波方向移动。 2.2.3 紫外可见分光光度计工作原理 紫外可见分光光度法是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用，对物质进行定性分析、定量分析及结构分析, 所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱。按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外可见分光光度法。紫外可见吸收光谱除主要可用于物质的定量分析外，还可以用于物质的定性分析、纯度鉴定、结构分析。