无水乙醇红外光谱分析实验报告

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乙醇的鉴定实验报告

乙醇的鉴定实验报告

乙醇的鉴定实验报告1. 引言乙醇(C2H5OH)是一种常见的有机化合物,在日常生活中广泛应用于酒精饮料、消毒剂、溶剂等方面。

由于其重要性,对乙醇的准确鉴定非常重要。

本实验旨在通过几种常用的方法对乙醇进行鉴定,并验证其准确性和可靠性。

2. 实验方法2.1 熔点测定法1. 取一小量乙醇样品,装入用石蜡封好的熔点管中;2. 将熔点管放入熔点仪中,逐渐加热直到乙醇完全熔化;3. 记录乙醇开始熔化的温度。

2.2 红外光谱法1. 取一小量乙醇样品,将其涂抹在红外吸收仪的红外窗口上;2. 启动红外吸收仪,选择适当的红外检测模式;3. 打开红外光谱图仪,测量乙醇样品的红外光谱。

2.3 高效液相色谱法1. 准备乙醇样品和一系列乙醇标准溶液,分别装入带有进样口的高效液相色谱仪中;2. 设置并启动高效液相色谱仪,选择适当的柱和检测器;3. 通过记录乙醇峰的保留时间和峰面积,进行乙醇含量定量分析。

3. 实验结果与分析3.1 熔点测定法通过熔点测定法,我们得到乙醇开始熔化的温度为-115C,这与乙醇的熔点标准值-114.5C相近,表明所用样品为乙醇。

3.2 红外光谱法通过红外光谱法,我们获得了乙醇的红外吸收谱图。

根据该图谱,我们观察到乙醇特征峰位于3200-3600 cm^-1和1050-1100 cm^-1左右,分别对应着乙醇的羟基振动和C-O键的伸缩振动。

这进一步证实了所用样品为乙醇。

3.3 高效液相色谱法通过高效液相色谱法,我们测得乙醇样品的保留时间为3.52分钟,乙醇标准溶液的保留时间为3.50分钟。

峰面积的比值为1.00。

通过与标准溶液的对比,我们可以确定乙醇的含量为100%。

4. 结论通过熔点测定法、红外光谱法和高效液相色谱法三种方法的综合分析,我们可以得出乙醇样品的鉴定结果如下:- 熔点测定法显示样品开始熔化的温度与乙醇熔点标准值相近;- 红外光谱法显示样品的红外光谱特征峰与乙醇典型谱图吻合;- 高效液相色谱法表明样品中乙醇的含量为100%。

乙醇的红外吸收光谱仪的测定

乙醇的红外吸收光谱仪的测定

乙醇的红外吸收光谱测定一、实验目的1. 掌握一般固体的制样方法以及压片机的使用方法;2. 了解红外光谱仪的工作原理;3. 掌握红外光谱仪的一般操作。

二、实验原理如果用一种仪器把物质对红外光的吸收情况记录下来就是该物质的红外吸收光谱图,由于物质对红外光具有选择性的吸收,不同的物质便有不同的红外吸收光谱图,所以,我们便可以从未知物质的红外吸收光谱图反过来求证该物质究竟是什么物质。

这就是红外光谱定性的依据。

制样技术的好坏直接影响谱带的频率、数目和强度。

像邻、间、对苯甲酸这样的粉末样品常采用压片法。

实际方法是:将研细的粉末分散在固体介质中,并用压片机压成透明的薄片后测定。

固体介质一般是金属卤化物(如KBr),使用时要将其充分研细,颗粒直径最好小于2μm因为中红外区的波长是从2.5μm)。

图1傅立叶变换红外光谱仪工作原理示意图S-光源;M1-定镜;M2-动镜;BS-分束器;D-探测器;Sa-样品;A-放大器;A/D-模数转换器;D/A-数模转换器;Sw-键盘;O-外部设备三、仪器与试剂1. 仪器:Nicolet 5700 傅立叶变换红外光谱仪,压片模具和样品架;玛瑙研钵、不锈钢药匙、不锈钢镊子;红外灯烘箱、除湿机、稳压电源。

2. 试剂:分析乙醇,光谱纯的KBr粉末,擦镜纸。

四、实验内容与操作步骤1. 准备工作(1) 开机:启动稳压电源,打开红外光谱仪主机电源,打开显示器的电源,仪器预热20min;打开计算机,进入OMNIC 工作软件,记录光学台参数和干燥剂使用情况;(2) 用分析纯的无水乙醇清洗玛瑙研钵和压片模具,用擦镜纸擦干后,再置于红外烘箱烘干,同时干燥KBr。

2. 试样的制备取200~300mg 干燥的 KBr 粉末,置于玛瑙研钵中,在红外灯下混匀,充分研磨(颗粒粒度2μm 左右)后,用不锈钢药匙取约70~80mg 于压片机模具中,压片,得到透明薄片,用毛细管蘸取少量的乙醇溶液轻轻滴于透明薄片上,备用。

金属红外光谱实验报告

金属红外光谱实验报告

一、实验目的1. 熟悉金属红外光谱的基本原理和操作方法。

2. 掌握金属红外光谱仪的使用方法,包括样品制备、光谱采集、数据处理等。

3. 通过实验,分析金属样品的红外光谱特征,了解金属的化学成分和结构信息。

二、实验原理红外光谱是利用物质对不同波长红外辐射的吸收特性来研究物质结构和组成的一种分析方法。

当红外辐射照射到物质上时,物质中的分子会吸收特定波长的红外光,导致分子振动和转动能级发生变化,从而产生红外光谱。

金属红外光谱分析的基本原理是:金属样品在红外光谱仪中照射时,金属原子、离子和分子会吸收特定波长的红外光,产生特征的红外光谱。

通过分析红外光谱,可以确定金属样品的化学成分、晶体结构、表面状态等信息。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、样品台、金属样品、参比样品、红外光谱数据处理软件。

2. 试剂:无水乙醇、丙酮、蒸馏水。

四、实验步骤1. 样品制备:将金属样品用无水乙醇和丙酮清洗,去除表面杂质,然后用蒸馏水冲洗干净,晾干后放入样品台。

2. 光谱采集:将金属样品放入红外光谱仪样品台,调整样品位置,使样品表面与光源垂直。

设置扫描范围为4000-500cm-1,扫描次数为32次,分辨率设置为4cm-1。

3. 数据处理:使用红外光谱数据处理软件对采集到的光谱进行基线校正、平滑处理、峰位识别等操作,得到金属样品的红外光谱图。

4. 分析结果:根据金属样品的红外光谱图,分析金属的化学成分、晶体结构、表面状态等信息。

五、实验结果与分析1. 金属样品的化学成分:通过分析金属样品的红外光谱图,可以识别出金属中的主要元素和杂质。

例如,金属中的金属离子在红外光谱中会显示出特定的吸收峰,根据峰位和峰强可以判断金属的化学成分。

2. 金属的晶体结构:金属的晶体结构对其红外光谱有重要影响。

通过对金属样品红外光谱的峰位、峰强和峰形进行分析,可以了解金属的晶体结构。

例如,金属的金属-金属键在红外光谱中通常表现为强而宽的吸收峰。

红外光谱法实验报告

红外光谱法实验报告

一、实验目的1. 了解傅里叶变换红外光谱仪的基本构造及工作原理。

2. 掌握红外光谱分析的基础实验技术。

3. 学会用傅里叶变换红外光谱仪进行样品测试。

4. 掌握几种常用的红外光谱解析方法。

二、实验原理红外光谱法是利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一种方法。

苯甲酸分子在红外线照射下,会吸收与其分子振动、转动频率相一致的红外光,产生特征吸收光谱。

通过分析苯甲酸的红外光谱,可以确定其分子结构,进行定性分析。

三、实验仪器与试剂1. 仪器:傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、样品制备装置、压片机、样品瓶、电子天平。

2. 试剂:苯甲酸、溴化钾(KBr)、无水乙醇。

四、实验步骤1. 样品制备:准确称取0.1g苯甲酸,置于研钵中,加入约0.5g溴化钾,研磨至粉末状。

将粉末转移至样品瓶中,加入少量无水乙醇,振荡溶解,制成苯甲酸溶液。

2. 样品测试:将制备好的苯甲酸溶液均匀涂覆在KBr压片机上,压制薄片,厚度约为1mm。

3. 红外光谱测试:将压制好的薄片放入傅里叶变换红外光谱仪中,进行红外光谱扫描。

扫描范围为4000~500cm-1,分辨率为4cm-1。

4. 数据处理:将扫描得到的红外光谱图与标准苯甲酸光谱图进行对比,分析苯甲酸的红外光谱特征。

五、实验结果与分析1. 苯甲酸的红外光谱图显示,在1640cm-1处出现一个强吸收峰,这是苯甲酸中羰基的特征吸收峰。

2. 在3000cm-1处出现一个宽吸收峰,这是苯甲酸中C-H键的伸缩振动吸收峰。

3. 在1400cm-1处出现一个中等强度的吸收峰,这是苯甲酸中苯环的C=C键伸缩振动吸收峰。

4. 在900cm-1处出现一个弱吸收峰,这是苯甲酸中苯环的C-H面外弯曲振动吸收峰。

通过对比苯甲酸的红外光谱图与标准苯甲酸光谱图,可以确定实验样品为苯甲酸。

六、实验结论本次实验成功利用傅里叶变换红外光谱法对苯甲酸进行了定性分析。

无水乙醇实验报告

无水乙醇实验报告

无水乙醇实验报告无水乙醇实验报告引言:无水乙醇是一种在化学实验中常用的重要溶剂,它的纯度和质量对于实验结果的准确性和可靠性起着至关重要的作用。

本实验旨在通过实验方法检验无水乙醇的纯度,并探讨其在实验室中的应用。

实验步骤:1. 实验前准备:在进行实验前,我们需要准备一些必要的实验器材和试剂。

首先,我们需要一瓶无水乙醇样品,以及一些玻璃容器、烧杯和滤纸等。

此外,还需要一些实验室常见的仪器,如电子天平和酒精灯等。

2. 纯度测试:为了测试无水乙醇的纯度,我们可以采用几种常用的方法。

其中一种方法是通过检测无水乙醇的沸点来判断其纯度。

我们可以将无水乙醇样品倒入烧杯中,并在酒精灯的加热下观察其沸腾情况。

如果无水乙醇的沸点与其理论值相符,那么可以初步判断其纯度较高。

另外,我们还可以使用滤纸法来测试无水乙醇的纯度。

将一小滴无水乙醇滴在滤纸上,如果滤纸上没有留下任何痕迹,说明无水乙醇中不含杂质。

3. 应用实验:无水乙醇在实验室中有着广泛的应用。

首先,它是一种优良的溶剂,可以用于溶解许多有机化合物。

在有机合成实验中,无水乙醇可以作为溶剂来促进反应的进行,并且由于其较低的沸点,可以方便地从反应混合物中蒸发掉。

其次,无水乙醇还可以用于制备一些化学试剂,如无水醋酸和酯类化合物等。

此外,无水乙醇还可以用于制备一些重要的有机化合物,如醚类化合物和酯类化合物等。

实验结果与讨论:通过对无水乙醇的纯度测试,我们可以初步判断其纯度较高。

实验中观察到无水乙醇在适当的温度下开始沸腾,并且滤纸法测试结果显示滤纸上没有留下任何痕迹。

这些结果表明,我们所使用的无水乙醇样品的纯度较高,可以满足实验的要求。

结论:通过本次实验,我们成功地测试了无水乙醇的纯度,并探讨了其在实验室中的应用。

无水乙醇作为一种重要的溶剂,在化学实验中起着至关重要的作用。

通过对无水乙醇的纯度测试,我们可以确保实验结果的准确性和可靠性。

希望本实验可以对大家进一步了解无水乙醇的性质和应用提供一定的帮助。

苯甲酸和乙醇的红外光谱实验报告

苯甲酸和乙醇的红外光谱实验报告

修正后的图上可以看出:在1683.06 cm-1左右有一强(s)吸收峰,可以判断羰基(伸缩);在1583 cm-1m左右较强吸收,1602 cm-1左右的稍强,且在1454
cm-1和1424cm-1左右有两峰,可以判断,是苯环;在与取代苯在2000~1650cm-1区的吸收面貌,可以判断出是单取代;最后,由标准图与实验图在3200~3400 cm-1的吸收(上方为标准红外吸收线)可以判断是有机酸。

判断有无醇类、酚类和有机
酸的依据
—CH3,—CH2的反对称伸
缩振动。

—CH3 的
特征吸收
无水乙醇的红外吸收。

在吸收图谱中,可以看到在3333.19(3200~340 cm-1区域有强吸收,—OH的伸缩振动;在2870~2970 cm-1区有s吸收,可以判
断可能有—CH3,—CH2 ,同时在1380~1370 cm-1区可以清楚的看到s吸收,这是—CH3 的特征吸收;在1450 cm-1左右有m吸收,在大部分有机物中都会存在的。

因此,可以判断物质为乙醇。

无水乙醇红外光谱

无水乙醇红外光谱

无水乙醇红外光谱无水乙醇红外光谱引言:无水乙醇是一种常用的有机溶剂,其红外光谱是研究其分子结构和表征其纯度的重要手段。

本文将介绍无水乙醇红外光谱的基本原理、特点和应用,以及对红外光谱的解读和分析方法。

一、无水乙醇红外吸收带的特点:无水乙醇的红外吸收带主要集中在4000-400 cm-1波数范围内,其中包含了许多特征吸收峰。

在无水乙醇的红外光谱图中,常见的吸收峰有OH键振动、CH键振动以及C-O键振动等。

这些吸收峰所对应的波数和强度可以提供关于无水乙醇分子结构的信息。

二、解读无水乙醇的红外光谱:1. OH键振动峰:无水乙醇的OH键振动峰通常位于3100-3600 cm-1之间,它是无水乙醇中羟基-OH键振动所产生的吸收峰。

通过观察OH键振动峰的强度和形状可以判断无水乙醇中羟基的含量以及分子内氢键的形成情况。

2. CH键振动峰:无水乙醇中的CH键振动峰主要分布在3000-2800 cm-1之间。

根据CH 键振动峰的位置和形状,可以推测出无水乙醇中碳氢键的取向、位置和取代基的种类及数目。

3. C-O键振动峰:无水乙醇中C-O键振动峰一般出现在1100-1000 cm-1之间,其位置和形状可以提供无水乙醇分子中氧原子与碳原子的键的类型和特性信息。

三、无水乙醇红外光谱的应用:无水乙醇红外光谱在化学、医药、环境科学等领域具有广泛的应用。

1. 化学领域:通过分析红外光谱,可以识别和鉴定无水乙醇中的杂质物质,判断其纯度并为相关实验提供基础数据。

2. 医药领域:红外光谱可以用于监测无水乙醇中关键成分的含量和质量,保证药品的质量和安全性。

3. 环境科学领域:通过红外光谱技术,可以对无水乙醇在环境中的分布和转化过程进行研究,为环境污染防治提供参考依据。

结论:无水乙醇红外光谱是一种重要的分析手段,它可以通过观察各种吸收峰的位置、形状和强度,提供无水乙醇分子结构和纯度的信息。

在化学、医药、环境科学等领域中,无水乙醇红外光谱具有广泛的应用价值。

短波近红外光谱法分析酒中乙醇含量

短波近红外光谱法分析酒中乙醇含量

V o l.41 吉林大学学报(理学版) N o.2 2002年4月 JOU RNAL O F J I L I N UN I V ER S IT Y(SC IEN CE ED IT I ON)245~247 研究简报短波近红外光谱法分析酒中乙醇含量逯家辉,滕利荣,蒋富明,任玉林(吉林大学化学学院,长春130023)邱芳萍王友兵(长春工业大学生物工程学院,长春130012)(白城医学院,白城137000)提要:使用短波近红外光谱和多变量校正技术快速准确地测定酒中乙醇含量.研究了纯水、乙醇以及乙醇和水混合体系的光谱特征.用多元线性回归(M L R)和主成分回归(PCR)分析了二阶导数差谱数据.该法分析酒样具有方便、快速的优点.关键词:短波近红外光谱;多变量校正;乙醇测定中图分类号:O657.33 文献标识码:A 文章编号:167125489(2003)022*******测定白酒中酒精度的国家标准需将酒样先蒸馏,定容,再用比重瓶法或酒精计法测定[1].方法费时、费力,且测定结果只能保留一位小数.传统的仪器分析方法,如气相色谱法,分析酒中乙醇含量[2]一般操作复杂,且仪器昂贵.短波近红外光谱位于850~1075nm光谱区域,目前一般的紫外可见分光光度计的波长范围大都扩展到该光谱区域,因此开发、利用此光谱区域具有一定意义.有机化合物在短波近红外光谱区都有吸收,但组分间的谱带相互重叠,用其进行定量分析需采用一些化学计量学光谱数据处理技术,才能获得准确可靠的结果[3].本文将短波近红外光谱法同化学计量学技术相结合,对酒中乙醇含量进行快速非破坏定量分析.研究了一系列乙醇溶液的短波近红外吸收光谱、导数光谱和差谱的光谱特征.比较了多元线性回归(M L R)和主成分回归(PCR)等化学计量学技术处理光谱数据进行乙醇含量预测的准确性.此法无需对样品进行复杂预处理,而且具有方便、快捷等优点. 1 实验部分1.1 仪器与试剂 日本岛津U V23100型紫外可见近红外分光光度计.长城G W386 330微机通过R S2232C通讯端口与备有接口板的主机连接,实现数据的自动采集和光谱数据的传输.使用I RM A T Pen tium98微机进行光谱数据处理和运算,所用试剂均为分析纯.1.2 样品的制备 准确配制1%~25%(体积比)乙醇水溶液标准样品15份,购买2种酒样.1.3 测量条件及数据处理 1c m石英吸收池,波长扫描范围850~1075nm,光谱带宽2nm,每个样品扫描2次,取平均值.采用自编的多元线性回归和主成分回归等化学计量学光谱数据处理软件进行光谱数据处理[4]. 2 结果与讨论2.1 红外光谱 以空气为参比,测定纯水和无水乙醇的短波近红外吸收光谱.水的最大吸收在960nm左右.无水乙醇在905nm处出现甲基的C_H伸缩振动3倍频吸收带,在935nm处的肩峰是亚甲基的C—H伸缩振动3倍频吸收带,在960nm左右出现乙醇中O_H的3倍频吸收带[5].2.2 乙醇溶液光谱研究 以空气为参比,分别测定5%,10%,15%,20%和25%(体积比)乙醇收稿日期:2002209212.作者简介:逯家辉(1965~),男,工程师,从事生物化学研究.联系人:任玉林(1945~),男,教授,博士生导师,从事化学计量学研究,E2m ail:cgl93728@.基金项目:吉林省科技发展基金(批准号:2002050322).水溶液的短波近红外吸收光谱.水在960nm 左右仍有一强吸收带,在905nm 左右处还有一个弱吸收带.随着乙醇含量的增加,在960nm 处的吸收带逐渐减弱.5%,10%,15%,20%和25%(体积比)乙醇水溶液的二阶导数光谱如图1所示.从图1同样可以看出,随着乙醇含量的增加,在960nm 处的二阶导数光谱吸收带的强度也相应改变.为进一步突出主要官能团的光谱特征,用纯水的吸收光谱减去乙醇水溶液的吸收光谱,然后做二阶导数光谱,得到如图2所示不同浓度的乙醇水溶液的二阶导数差谱.图2最大的优点是乙醇在905nm 左右的吸收带和935nm 左右的吸收带明显分开.F ig .1 Second der iva tive spectra ofwa ter ethanol m ixtures (V V )a .5%;b .10%;c .15%;d .20%;e .25%.F ig .2 Second der iva tive d ifference spectra of wa ter ethanol m ixtures (V V )a .2%;b .4%;c .6%;d .8%;e .10%;f .12%;g .14%;h .16%;i.18%;j .20%;k .22%;l.24%.从图1和图2不难看出,二阶导数差谱具有两个特点:一是相同浓度下,其光谱强度增大,这意味着其灵敏度提高.二是重叠的峰分得更好,表明干扰减少.因此,我们从差谱来研究乙醇含量测定的数学校正模型.2.3 定量数学校正模型 分别测15份1%~25%(体积比)浓度的乙醇水溶液标准样品的二阶导数差谱,将905nm ,935nm 和960nm 处的差谱数据(A )同其对应的标准样品的浓度值Y (体积百分比)进行二阶导数差谱的多元线性回归(M L R ),得回归方程列于表1.Table 1 Regression equa tion of ethanol con ten t pred icted by ML R and PCRR egressi on m ethods R egressi on equati on Co rrelati on coefficien t M L R Y =1.620-1184A 935-4012A 905+423.8A 9600.9979 PCR (n =3) Y =13.4-0.9419S 1+0.06981S 2+0.08309S 30.9989 对15份1%~25%(体积比)浓度的乙醇水溶液标准样品的二阶导数差谱数据进行主成分分析,得到各标准样品的得分(S ),将前10个主成分对应的各样品的得分(S )和相应的浓度Y (体积百分比)进行主成分回归,建立主成分回归的数学校正模型.以主成分数为横坐标,所建模型预报乙醇含量的相对误差为纵坐标,绘制关系曲线.曲线表明当主成分数为3时,预报误差最小.主成分数n =3时的二阶导数差谱的主成分回归(PCR )方程也列入表1.2.4 数学校正模型可靠性评价 所建数学校正模型基于乙醇2水二元体系,与实际白酒样品的基体可能有差异,因此需用国家标准方法测定实际样品的乙醇含量[1],并做标准加入回收实验,以考核所建模型的可靠性.用酒精计法分别测红星二锅头(样品1)和榆树王(样品2)的乙醇含量(为参考值),再用二阶导数差谱多元线性回归和主成分回归方法预报乙醇含量(为预报值),其结果列于表2.分别从红星二锅头和榆树王的实际白酒样品中,准确移取25.00mL 放入100mL 容量瓶中.再准确加入5.00mL 无水乙醇,分别用蒸馏水定容至刻度,测其二阶导数差谱数据.用多元线性回归和主成分回归方法计算出乙醇含量,根据分析结果中被测组份含量的增大值,计算回收率.其结果列于表3.表3中数据为三次平行实验的平均值.642 吉林大学学报(理学版)V o l .41 Table 2 Co m par ison of ethanol con ten t pred icted by ML R and PCR with standard m ethod R egressi onm ethods Samp le N o .1R eferenceP redicted R elative erro r (%,V V )(%,V V )(%)Samp le N o .2R eference P redicted R elative erro r (%,V V )(%,V V )(%) M L R 55.455.860.8341.741.38-0.77 PCR (n =3)55.455.670.4941.741.860.39Table 3 Results of recovery testsR egressi onm ethods Samp le N o .1A dded mLIncreased mL R ecovery (%)Samp le N o .2A dded mL Increased mL R ecovery (%) M L R 5.005.06101.205.004.9599.00 PCR (n =3)5.005.02100.405.005.01100.20 综上所述,短波近红外光谱法同化学计量学光谱数据处理技术相结合,可以方便快速地分析白酒中乙醇的含量,适用于现场、实时地进行乙醇质量监控,此法的原理可推广应用到其它酒类.参考文献[1] D u Zhong (杜 钟),T ian X i 2jing (田栖静),W u Q i (吴 琪),et a l .T he T est M ethod of A lcoho licity in D istilledSp irit (白酒中酒精度的试验方法)[M ].Beijing (北京):M in istry of L igh t Indu stry of Ch ina (中华人民共和国轻工业部),1989.[2] T ian jin L igh 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EN Yu 2lin(Colleg e of Che m istry ,J ilin U n iversity ,Chang chun 130023,Ch ina )Q I U Fang 2p ing(Collog e of B ioeng ineering ,Chang chun Ind ustria l U n iversity ,Chang chun 130012,Ch ina )W AN G You 2b ing(B acheng M ed ica l Colleg e ,B a icheng 137000,Ch ina )Abs tra c t :T he sho rt 2w avelength near 2infrared sp ectro scop y and m u ltivariate calib rati on w ere u sed fo r the rap id and accu rate determ inati on of etchano l in w ines .Pu re ethano l w ater and ethano l w ater m ix tu res w ere studied to estab ilsh the sp ectral featu res .T he analysis of the second 2derivative difference sp ectrum data w as accom p lished w ith m u ltilinear regressi on (M L R )and p rinci p al com ponen t regressi on (PCR ).T h is m ethod has the advan tage of rap id analysis .Ke yw o rds :sho rt 2w avelength near 2infrared sp ectro scop y ;m u ltivariatecalib rati on ;ethano l determ inati on(责任编辑:李桂英)742 N o .2 逯家辉等:短波近红外光谱法分析酒中乙醇含量。

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竭诚为您提供优质文档/双击可除无水乙醇红外光谱分析实验报告篇一:红外光谱分析实验报告一、【实验题目】红外光谱分析实验二、【实验目的】1.了解傅立叶变换红外光谱仪的基本构造及工作原理2.掌握红外光谱分析的基础实验技术3.学会用傅立叶变换红外光谱仪进行样品测试4.掌握几种常用的红外光谱解析方法三、【实验要求】利用所学过的红外光谱知识对碳酸钙、聚乙烯醇、丙三醇、乙醇的定性分析制定出合理的样品制备方法;并对其谱图给出基本的解析。

四、【实验原理】红外光是一种波长介于可见光区和微波区之间的电磁波谱。

波长在0.78〜300卩m通常又把这个波段分成三个区域,即近红外区:波长在0.78〜2.5卩m (波数在12820〜4000cm-1),又称泛频区;中红外区:波长在2.5〜25卩m(波数在4000〜400cm-1),又称基频区;远红外区:波长在25〜300卩m(波数在400〜33cm-1)又称转动区。

其中中红外区是研究、应用最多的区域。

红外区的光谱除用波长入表征外,更常用波数(wavenumber)c表征。

波数是波长的倒数,表示单位厘米波长内所含波的数目。

其关系式为:作为红外光谱的特点,首先是应用面广,提供信息多且具有特征性,故把红外光谱通称为"分子指纹"。

它最广泛的应用还在于对物质的化学组成进行分析。

用红外光谱法可以根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物的结构,依照特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。

其次,它不受样品相态的限制,无论是固态、液态以及气态都能直接测定,甚至对一些表面涂层和不溶、不熔融的弹性体(如橡胶)也可直接获得其光谱。

它也不受熔点、沸点和蒸气压的限制,样品用量少且可回收,是属于非破坏分析。

而作为红外光谱的测定工具-红外光谱仪,与其他近代分析仪器(如核磁共振波谱仪、质谱仪等)比较,构造简单,操作方便,价格便宜。

因此,它已成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具。

根据红外光谱与分子结构的关系,谱图中每一个特征吸收谱带都对应于某化合物的质点或基团振动的形式。

因此,特征吸收谱带的数目、位置、形状及强度取决于分子中各基团(化学键)的振动形式和所处的化学环境。

只要掌握了各种基团的振动频率(基团频率)及其位移规律,即可利用基团振动频率与分子结构的关系,来确定吸收谱带的归属,确定分子中所含的基团或键,并进而由其特征振动频率的位移、谱带强度和形状的改变,来推定分子结构。

五、【仪器与试剂】1.仪器:spectrumone-b型傅立叶变换红外光谱仪(美国铂金埃尔默公司)2.试剂:碳酸钙、溴化钾、丙三醇、乙醇(均为分析纯);聚乙烯醇(化学纯)。

3.红外光谱仪(FT)的构造及工作原理(1)光源红外光谱仪(FT)中所用的光源通常是一种惰性固体,用电加热使之发射高强度连续红外辐射,如空冷陶瓷光源。

随着科技的发展,一种黑体空腔光源被研制出来。

它的输出能量远远高于空冷陶瓷光源,可达到60%以上。

(2)迈克尔逊干涉仪其作用是将光源发出的红外辐射转变成干涉光,特点是输出能量大、分辨率高、波数精度高(它采用激光干涉条纹准确测定光差,故使其测定的波数更为精确)、且扫描平稳、重线性好。

(3)探测器其作用是将光信号转变为电信号,特点是扫描速度快(—般在1s内可完成全谱扫描)、灵敏度咼。

(4)计算机特点是各种数据处理快,且具有色散型红外光谱仪所不具备的多种功能。

(5)样品池用能透过红外光的透光材料制作样品池的窗片,通常用Kbr或nacl做样品池的窗片。

(6)红外光谱仪(FT)的工作原理FTIR是基于光相干性原理而设计的干涉型红外光谱仪。

它不同于依据光的折射和衍射而设计的色散型红外光谱仪。

它与棱镜和光栅的红外光谱仪比较,称为第三代红外光谱仪。

但由于干涉仪不能得到人们业已习惯并熟知的光源的光谱图,而是光源的干涉图。

为此可根据数学上的傅立叶变换函数的特性,利用电子计算机将其光源的干涉图转换成光源的光谱图。

亦即是将以光程差为函数的干涉图变换成以波长为函数的光谱图,故将这种干涉型红外光谱仪称为傅立叶变换红外光谱仪。

确切地说,即光源发出的红外辐射经干涉仪转变成干涉光,通过试样后得到含试样信息的干涉图,由电子计算机采集,并经过快速傅立叶变换,得到吸收强度或透光度随频率或波数变化的红外光谱图。

其工作原理如下图所示:六、【试样的制备】测定试样的红外光谱时,必须依据试样的状态,分析的目的和测定装置的种类等条件,选择能够得到最满意的结果的试样制备方法。

若选择的试样制备方法不合适,也就不能充分发挥测定的效力,甚至还可能导致错误的结论,因而不能轻视试样的制备及处理方法。

这是因为要获得一个良好的光谱记录,除了与仪器性能有关外,还要受到操作技术的影响。

而在操作技术中,一是试样的制备及处理技术,一是光谱的记录条件。

所以,在红外光谱法中,试样的制备及处理占有重要的地位。

如果试样处理不当,那么即使仪器的性能很好,也不能得到满意的红外光谱图。

一般来说,在制备试样时应注意下述各点。

(1)试样的浓度和测试厚度应选择适当,浓度太小,厚度太薄,会使一些弱的吸收峰和光谱的细微部分不能显示出来;过大,过厚,又会使强的吸收峰超越标尺刻度而无法确定它的真实位置。

(2)试样中不应含有游离水。

水分的存在不仅会侵蚀吸收池的盐窗,而且水分本身在红外区有吸收,将使测得的光谱图变形。

(3)试样应该是单一组分的纯物质。

多组分试样在测定前应尽量预先进行组分分离(如采用色谱法、精密蒸馏、重结晶、区域熔融法等),否则各组分光谱相互重叠,以致对谱图无法进行正确的解释试样的制备,根据其集聚状态可进行如下。

1.固体试样(1)压片法在红外光谱的测定上被广泛用于固体试样调制剂的有Kbr、Kcl,它们的共同特点是在中红外区(4000〜400cm-1 )完全透明,没有吸收峰。

被测样品与它们的配比通常是1: 100,即取固体试样1〜3mg在玛瑙研钵中研细,再加入100〜300mg磨细干燥的Kbr或Kcl粉末,混合研磨均匀,使其粒度在 2.5卩m (通过250目筛孔)以下,放入锭剂成型器中。

加压(5〜10t/cm2 )3分钟左右即可得到一定直径及厚度的透明片,然后将此薄片放在仪器的样品窗口上进行测定。

(2)熔融法将熔点低且对热又稳定的试样,直接放在可拆池的窗片上,用红外灯烘烤,使之受热变成流动性的液体,盖上另一个窗片,按压使其展成一均匀薄膜,逐渐冷却固化后测定。

(3)薄膜法将试样溶于适当的低沸点溶剂中,而后取其溶液滴洒在成膜介质(水银、平板玻璃、平面塑料板或金属板等)上,使其溶剂自然的蒸发,揭下薄膜进行测定。

薄膜厚度一般约为0.05〜0.1mm(4)附着法有些高分子物质,结晶性物质或象细菌膜那样的生物体试样,不能用溶液成膜法得到所需的薄膜,可将其试样溶液直接滴在盐片上展开,当溶剂蒸发后,在盐片的表面上形成薄的附着层即可直接测试。

(5)涂膜法对于那些熔点低、在熔融时又不分解、升华或发生其它化学反应的物质,可将它们直接加热熔融后涂在盐片上,上机测试;另外对于不易挥发的粘、稠状样品,也可直接涂在盐片上(厚度一般约为0.02mm),上机测试2•液体试样(1)沸点较高试样,直接滴在两块盐片之间,形成液膜(液膜法),上机测试。

(2)沸点较低,挥发性较大的试样,可注入封闭液体池中,液层厚度一般约为0.01〜1mm3.气态试样使用气体吸收池,先将吸收池内空气抽去,然后注入被测试样。

七、【谱图解析】所谓谱图解析就是根据实际上测绘的红外光谱所出现的吸收谱带的位置、强度和形状,利用基团振动频率与分子结构的关系,来确定吸收谱带的归属,确认分子中所含的基团或键,并进而由其特征振动频率的位移、谱带强度和形状的改变,来推定分子结构。

有机化合物的种类很多,但大多数都由c、h、o、n、s卤素等元素构成,而其中大部分又是仅由c、h、o、n四种元素组成。

所以说大部分有机物质的红外光谱基本上都是由这四种元素所形成的化学键的振动贡献的。

研究大量化合物的红外光谱后发现,同一类型的化学键的振动频率是非常相近的,总是出现在某一范围内。

例如ch3ch2cl中的ch3基团具有一定的吸收谱带,而很多具有ch3基团的化合物,在这个频率附近(3000〜2800cm-1 )亦出现吸收峰,因此可以认为此出现ch3吸收峰的频率是ch3 基团的特征频率。

这个与一定的结构单元相联系的振动频率称为基团频率。

但是它们又有差别,因为同一类型的基团在不同的物质中所处的环境各不相同,这种差别常常能反映出结构上的特点。

例如c=o伸缩振动的频率范围在1850〜1600cm-1,当与此基团相连接的原子是c、o、n时,c=o谱带分别出现在1715cm-1 , 1735cm-1, 1680cm-1处,根据这一差别可区分酮、酯和酰胺。

因此,特征吸收峰的位置和强度取决于分子中各基团(化学键)的振动形式和所处的化学环境。

只要掌握了各种基团的振动频率(基团频率)及其位移规律,就可应用红外光谱来检定化合物中存在的基团及其在分子中的相对位置。

为了准确地解析谱图,有必要先排除可能出现的"假谱带"(非试样本身的吸收)以及微量杂质的存在所造成的红外光谱的变化。

常见的"假谱带"主要有水(3400cm-1、1640cm-1、650cm-1)和二氧化碳(2350cm-1、667cm-1)的吸收。

水分的引入可能由于试样本身混有微量水或试样与空气接触而吸湿以及在样品的制备过程中使用溶剂或锭剂等而造成的。

二氧化碳的吸收是由于某些试样能吸附二氧化碳,特别是某些液体试样长期保存在干冰中容易造成二氧化碳被吸收。

总之,未解析前一定要根据试样的来源和制备方法以及试样的性质来区分和确认谱图的可靠性。

其谱图解析的程序可大体分为两步:(1)所含的基团或键的类型每种分子都具有其特征的红外光谱,谱图上的每个吸收谱带是代表分子中某一基团或键的一种振动形式,并可由特征吸收谱带的位置、强度和形状确定所含基团或键的类型。

以甲基为例,在2960cm-1、2870cm-1、1450cm-1、1380cm-1 附近出现了四个特征吸收谱带,分别归属甲基的c-h反对称和对称伸缩振动和变形振动的吸收,且有其一定的相对强度顺序和形状。

这四个特征吸收谱带就作为甲基的指纹,来确认试样中甲基存在与否。

但由于分子结构和测量环境等的不同,其特征吸收谱带的位置,将做相应的移动,就可进一步推测属于何种化合物中的甲基。

有机化合物的基团或键的特征频率已由实验上测得并汇集成基团或键的特征频率表,因而我们可以借助于查"字典"的方法来确认基团或键的类型。

但在实际的谱图解析中,首先从基团判别区(4000〜1350cm-1)入手,按谱图上出现的强峰到弱峰的▲第9页共24页顺序,依次加以确认,并结合指纹区(1350〜850cm-1 )的吸收加以肯定。

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