红外光谱分析
红外光谱的分析实验报告

红外光谱的分析实验报告红外光谱的分析实验报告引言:红外光谱是一种重要的分析技术,广泛应用于化学、材料科学、生物医学等领域。
本实验旨在通过红外光谱仪对不同化合物进行分析,探索其在结构鉴定和物质性质研究中的应用。
实验方法:1. 实验仪器:红外光谱仪2. 实验样品:甲醇、乙醇、苯酚、苯甲酸3. 实验步骤:a. 将样品制备成均匀的固体样品,并放置于红外光谱仪的样品室中。
b. 启动红外光谱仪,选择合适的波数范围和扫描速度。
c. 点击开始扫描按钮,记录红外光谱图。
实验结果与分析:通过红外光谱仪获得了甲醇、乙醇、苯酚和苯甲酸的红外光谱图。
根据图谱中的吸收峰和波数,可以初步判断样品的官能团和分子结构。
1. 甲醇:甲醇红外光谱图中出现了一个宽而强烈的吸收峰,波数约为3400 cm-1,这是由于甲醇中的羟基(-OH)引起的。
另外,还可以观察到波数约为1050 cm-1处的吸收峰,这是由于甲醇中的C-O键引起的。
这些特征峰表明样品中存在醇官能团。
2. 乙醇:乙醇红外光谱图中也出现了一个宽而强烈的吸收峰,波数约为3400 cm-1,这同样是由于乙醇中的羟基(-OH)引起的。
此外,还可以观察到波数约为2900 cm-1处的吸收峰,这是由于乙醇中的C-H键引起的。
这些特征峰进一步验证了样品中存在醇官能团。
3. 苯酚:苯酚红外光谱图中出现了一个宽而强烈的吸收峰,波数约为3400 cm-1,同样是由于苯酚中的羟基(-OH)引起的。
此外,还可以观察到波数约为1600 cm-1处的吸收峰,这是由于苯酚中的芳香环引起的。
这些特征峰表明样品中存在酚官能团和芳香环。
4. 苯甲酸:苯甲酸红外光谱图中出现了一个宽而强烈的吸收峰,波数约为3400 cm-1,同样是由于苯甲酸中的羟基(-OH)引起的。
此外,还可以观察到波数约为1700 cm-1处的吸收峰,这是由于苯甲酸中的羧基(-COOH)引起的。
这些特征峰表明样品中存在羧酸官能团。
结论:通过红外光谱分析,我们成功地鉴定了甲醇、乙醇、苯酚和苯甲酸样品中的官能团和分子结构。
红外光谱分析步骤

红外光谱分析步骤红外光谱分析是利用物质在不同波长的红外光照射下,不同的化学键和基团发生振动、变形或伸缩时所产生的特征光谱现象,研究化合物结构和成分的一种分析方法。
下面将介绍红外光谱分析的步骤。
样品制备样品制备是进行红外光谱分析的前提条件。
样品的制备要求样品纯度高、干燥、粉碎均匀,并用压片法制成透明的薄片,厚度约为2-3mm。
制成的尽量保证光学透明度以消除背景干扰的干扰问题。
同时,由于水和氧气会吸收红外光,对样品产生影响,因此制备过程中要避免水和氧气的干扰。
设备调整设备调整是进行红外光谱分析的第一步。
先打开红外光谱仪的电源,选择检测模式为透射模式,然后将透射模式勾选上。
在进行红外光谱分析之前,需确保光学系统的光路清洁无尘,检查红外源和红外检测器是否正常。
数据采集数据采集是进行红外光谱分析的核心步骤。
在仪器设置好后,将样品薄膜放在样品盘上并抬起盘以使样品与光线垂直。
然后进行基本参数的设置,如扫描范围和扫描速度等。
接下来进行数据采集,将样品与红外光谱仪对准并将样品在光路中逐个拨过扫描盘,获得红外光谱图。
数据处理数据处理是对采集到的红外光谱信号进行处理和分析的步骤。
常见的数据处理包括基线校正,去噪和峰检测等。
通过数据处理,可以清除噪音,确定最终的光谱峰。
结果解释结果解释是根据数据处理后的光谱峰进行结构和成分分析的步骤。
根据峰的强度和位置等特征,结合化学常识和实验经验,确定物质的化学键和基团。
同时,可以使用数据库进行谱图比对。
总结红外光谱分析是一种实用而有效的化学分析方法。
在进行实验时,要注意样品制备和设备调整,以及数据采集和处理。
只有通过仔细的实验步骤,才能获得高质量的光谱数据以进行结果解释。
以上是红外光谱分析的步骤介绍,希望能对读者有所帮助。
红外光谱图分析

红外光谱图分析简介红外光谱图分析是一种常见的分析方法,广泛应用于化学、生物、材料等领域。
通过测量样品在红外光谱范围内的光吸收,可以获得关于样品中分子结构和化学键的信息。
本文将简要介绍红外光谱图的基本原理、数据处理和常见应用。
基本原理红外光谱图是由红外光谱仪测量得到的,其原理基于分子吸收特性。
在红外光谱范围内,分子会吸收特定波长的红外光,这些波长对应于分子振动和转动。
通常,红外光谱图的横坐标为波数(cm^-1),纵坐标为吸光度或透射率。
数据处理对于红外光谱图的数据处理,通常需要进行以下几个步骤:1.基线校正:红外光谱中可能存在噪声或基线漂移,需要通过基线校正来消除这些干扰。
一种常见的方法是使用多项式函数拟合基线。
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as plt# 生成示例数据x = np.linspace(4000, 400, 1000)y = np.random.normal(0, 0.1, size=1000) + np.exp (-0.01 * x)# 多项式拟合coefficients = np.polyfit(x, y, 3)baseline = np.polyval(coefficients, x)# 绘制结果plt.plot(x, y, label='Original Spectrum')plt.plot(x, baseline, label='Baseline')plt.legend()plt.xlabel('Wavenumber (cm$^{-1}$)')plt.ylabel('Absorbance')plt.title('Baseline Correction')plt.show()2.峰提取:在光谱图中,各个峰代表了样品中不同的化学键和功能团。
通过峰提取可以定量分析样品中的各个成分。
红外光谱分析原理

红外光谱分析原理红外光谱分析是一种常见的分析技术,它利用物质在红外光线作用下的吸收特性来确定物质的结构和组成。
红外光谱分析原理是基于物质分子的振动和转动引起的吸收现象,通过对物质在红外光线作用下的吸收特性进行测量和分析,可以得到物质的红外吸收光谱图谱,从而确定物质的结构和组成。
首先,让我们来了解一下红外光谱的基本原理。
红外光谱是指在红外光波段(波长范围为0.78-1000μm)内,物质对红外辐射的吸收、散射、透射等现象。
在红外光谱中,物质分子在红外光线的作用下,会发生振动和转动,从而产生特定的吸收峰。
这些吸收峰的位置和强度可以提供有关物质结构和组成的信息。
其次,红外光谱分析原理是基于物质分子的振动和转动引起的吸收现象。
在红外光线的作用下,分子内的原子和化学键会发生振动,不同的分子会有不同的振动频率和振动模式,因此会在不同的波数范围内吸收不同波长的红外光线。
通过测量物质在红外光线作用下的吸收特性,可以得到物质的红外吸收光谱图谱,从而确定物质的结构和组成。
红外光谱分析原理包括红外光谱仪的工作原理和光谱图的解读。
红外光谱仪是利用光源产生的红外光线照射样品,然后通过检测器测量样品对红外光线的吸收情况。
通过对样品在不同波数范围内的吸收特性进行测量,可以得到样品的红外吸收光谱图谱。
而光谱图的解读则是通过对光谱图谱中吸收峰的位置、形状和强度进行分析,来确定样品的结构和组成。
红外光谱分析原理在化学、生物、材料等领域有着广泛的应用。
在化学领域,红外光谱分析可以用于确定化合物的结构和功能团,从而帮助化学家进行有机合成和结构表征。
在生物领域,红外光谱分析可以用于研究生物分子的结构和功能,例如蛋白质、核酸和多糖的结构分析。
在材料领域,红外光谱分析可以用于研究材料的结构和性能,例如聚合物、纳米材料和表面膜的分析。
总之,红外光谱分析原理是基于物质分子在红外光线作用下的吸收特性来确定物质的结构和组成。
通过对物质在红外光线作用下的吸收特性进行测量和分析,可以得到物质的红外吸收光谱图谱,从而确定物质的结构和组成。
红外光谱的分析实验报告

红外光谱的分析实验报告引言红外光谱分析是一种常用的分析技术,通过测量物质对红外辐射的吸收特性,可以获得物质的结构和组成信息。
本实验旨在通过红外光谱仪测量不同样品的红外光谱,并利用谱图进行分析和鉴定。
实验步骤1. 实验准备准备实验所需的设备和试剂,包括红外光谱仪、样品、红外透明片等。
2. 样品制备将待分析的样品制备成适合红外光谱测量的形式。
常见的制备方法包括固态压片法、涂布法等,根据样品的性质选择合适的制备方法。
3. 样品测量将制备好的样品放置在红外光谱仪的样品台上,调整仪器参数并启动测量程序。
确保样品与红外辐射充分接触,并保持稳定的测量条件。
4. 数据处理将测量得到的光谱数据导出,并进行必要的数据处理。
常见的处理方法包括基线校正、光谱峰位标定等。
5. 谱图分析根据处理后的数据,绘制红外光谱谱图。
观察谱图中的吸收峰位、强度等特征,并与已知谱图进行比对。
6. 结果与讨论根据谱图分析结果,对样品的结构和组成进行推测和讨论。
分析不同峰位的吸收特性,并与已有文献进行对比和验证。
实验结果1. 实验数据测量得到的红外光谱数据如下:波数(cm-1)吸光度1000 0.1231100 0.2341200 0.456……2. 谱图分析根据实验数据绘制得到的红外光谱谱图如下图所示:在此插入红外光谱谱图的Markdown代码3. 结果讨论根据谱图分析,样品中出现了多个吸收峰位,其中波数为1200 cm-1附近的吸收峰较为明显。
根据已有文献,该峰位与C-O键的振动有关,可以推测样品中含有羧酸基团。
此外,还观察到其他峰位,需要进一步分析和鉴定。
结论通过红外光谱分析实验,我们获得了样品的红外光谱谱图,并推测了样品中可能存在的功能基团。
进一步的实验和分析将有助于确认样品的结构和组成,为后续的研究工作提供基础数据。
参考文献[1] 张三, 李四. 红外光谱分析方法研究进展. 分析化学, 20XX, XX(XX): XX-XX.[2] 王五, 赵六. 红外光谱鉴定有机化合物的应用研究. 物理化学学报, 20XX,XX(XX): XX-XX.以上为红外光谱的分析实验报告,通过测量样品的红外光谱并进行谱图分析,我们可以获得样品的结构和组成信息,为进一步的研究提供重要参考。
红外光谱分析原理

红外光谱分析原理红外光谱分析是一种常用的化学分析方法,它利用物质在红外区域的吸收特性来进行定性和定量分析。
红外光谱分析原理主要基于分子的振动和转动引起的能级跃迁,不同的分子结构会产生不同的红外吸收谱,因此可以通过观察样品在红外光谱区域的吸收情况来推断其化学成分和结构。
首先,我们来了解一下红外光谱的原理。
当分子受到红外辐射的激发时,分子内部的振动和转动状态会发生变化,从而使分子能级发生跃迁。
不同类型的化学键和功能团对红外辐射的吸收具有特定的频率和强度,因此可以通过测量样品在不同波数下的吸收情况,得到其红外光谱图谱。
通过对比样品的红外光谱图谱和已知化合物的光谱数据,可以确定样品的成分和结构。
其次,红外光谱分析原理涉及到分子的振动和转动模式。
分子的振动模式包括对称伸缩振动、非对称伸缩振动、弯曲振动等,而转动模式则包括整体转动、振动转动等。
不同的化学键和功能团对应着不同的振动和转动模式,因此在红外光谱图谱中会出现不同的吸收峰。
例如,C-H键的伸缩振动会在波数较高的位置出现吸收峰,而O-H键的伸缩振动则会在波数较低的位置出现吸收峰。
此外,红外光谱分析原理还涉及到红外光谱仪的工作原理。
红外光谱仪通常采用傅里叶变换红外光谱技术,它能够将样品吸收的红外辐射转换成光谱图谱。
在红外光谱仪中,红外辐射首先通过样品,然后被分光器分解成不同波数的光线,最后被探测器检测并转换成光谱图谱。
通过对光谱图谱的解析,可以得到样品在红外区域的吸收情况,从而进行分析和判断。
总的来说,红外光谱分析原理是基于分子的振动和转动引起的能级跃迁,通过观察样品在红外光谱区域的吸收情况来推断其化学成分和结构。
通过对样品的红外光谱图谱进行分析和比对,可以确定样品的成分和结构,从而实现化学分析的目的。
红外光谱分析原理在化学、生物、药学等领域都有着广泛的应用,是一种非常重要的分析手段。
红外光谱图分析步骤解析:从谱图到化合物的信息解读

红外光谱图分析步骤解析:从谱图到化合物的信息解读红外光谱图是一种常用的分析工具,可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。
通过分析红外光谱图,我们可以了解化合物中的官能团和化学键的存在与类型。
本文将详细介绍红外光谱图分析的步骤,帮助读者更好地理解和解读红外光谱图。
1.步骤一:获取红外光谱图在进行红外光谱图分析之前,首先需要获取待分析化合物的红外光谱图。
这可以通过红外光谱仪来实现。
红外光谱仪会向待分析样品中发射红外光,然后测量样品对不同波长光的吸收情况。
通过这个过程,我们可以得到一张红外光谱图。
2.步骤二:观察谱图的整体形态在获得红外光谱图后,我们首先要观察谱图的整体形态。
红外光谱图通常以波数为横坐标,吸收强度为纵坐标。
我们可以注意到谱图中的吸收峰和吸收带。
吸收峰通常表示特定官能团的存在,而吸收带则表示化学键的存在。
3.步骤三:确定吸收峰的位置接下来,我们需要确定红外光谱图中各个吸收峰的位置。
不同官能团和化学键在红外光谱图中有特定的吸收位置。
通过比对已知化合物的红外光谱图和待分析化合物的红外光谱图,我们可以初步确定各个吸收峰的位置。
4.步骤四:解读吸收峰的强度除了吸收峰的位置,吸收峰的强度也是红外光谱图分析的重要信息之一。
吸收峰的强度可以反映化合物中特定官能团或化学键的含量。
通过比较吸收峰的强度,我们可以推断化合物中不同官能团或化学键的相对含量。
5.步骤五:分析吸收带的形态除了吸收峰,红外光谱图中的吸收带也提供了重要的信息。
吸收带的形态可以帮助我们判断化学键的类型。
例如,C=O键通常表现为一个尖锐的吸收带,而-OH键则表现为一个宽而平坦的吸收带。
6.步骤六:结合上述信息解析化合物通过观察红外光谱图中吸收峰和吸收带的位置、强度和形态,我们可以逐步解析化合物的结构和功能。
我们可以根据已知的红外光谱图数据库,对比待分析化合物的红外光谱图,找到相似的谱图,从而确定化合物的结构和功能。
7.结论红外光谱图分析是一种重要的化学分析方法,可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。
红外光谱特征峰解析常识

红外光谱特征峰解析常识红外光谱是一种非常常用的分析技术,它可以用于确定化合物的结构和功能团,检测物质的组分和纯度,因此在化学、药学、生物学、环境科学等领域中得到了广泛的应用。
在红外光谱中,各个峰的位置和强度可以提供有关样品中化学键的信息,因此对红外光谱中常见的峰有一些基本的了解是很重要的。
1. 对称振动(伸缩)峰:对称振动是指分子中的原子以相对同样的方式沿着键轴向两个方向振动。
这种振动形成了红外光谱中的峰。
一般来说,对称伸缩振动的峰位于4000-2500 cm-1的高频区域。
它们的强度通常比较强,因为对称振动会导致比较大的偶极矩的变化。
2. 非对称振动(伸缩)峰:非对称振动是指分子中的原子以不同的方式沿着键轴向两个方向振动。
非对称振动一般出现在4000-1500 cm-1的区域。
它们的强度通常比较弱,因为非对称振动会导致较小的偶极矩的变化。
3. 弯曲振动峰:分子中的原子围绕键的轴线进行弯曲振动,形成了红外光谱中的弯曲振动峰。
这些峰通常位于1500-400 cm-1的区域。
弯曲振动的强度通常非常弱,并且其强度与非对称伸缩振动的强度相比要弱得多。
4. 指纹区域峰:指纹区域是位于1500-400 cm-1的区域,其中包含了分子结构中独特的振动模式。
这些峰的位置和形状具有高度的特异性和指示性,可以用于确定物质的结构和识别化合物。
5.进一步解析峰的位置:了解常见的波数峰值范围和化学键的振动模式是很重要的,但要对红外光谱中的峰进行更准确的解析,通常需要参考红外光谱数据库或文献中的标准光谱。
这些数据库和文献中提供了大量的已知化合物的红外光谱数据,可以用来对未知样品进行鉴定。
总之,红外光谱分析是一种非常有用的技术,可以提供关于化合物结构和功能团的重要信息。
掌握常见的红外光谱特征峰的解析常识可以帮助科学家们更好地理解和利用红外光谱技术。
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红外光谱分析红外光谱与分子的结构密切相关,是研究表征分子结构的一种有效手段,与其它方法相比较,红外光谱由于对样品没有任何限制,它是公认的一种重要分析工具。
在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面的分析测定中都有十分广泛的应用。
红外光谱可以研究分子的结构和化学键,如力常数的测定和分子对称性等,利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角,并由此推测分子的立体构型。
根据所得的力常数可推知化学键的强弱,由简正频率计算热力学函数等。
分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化,因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基,氰基,羟基,胺基等等在红外光谱中都有特征吸收,通过红外光谱测定,人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团,这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。
由于分子内和分子间相互作用,有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化,这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。
分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子,不同的分子的振动方式彼此不同,这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性,称为指纹区。
利用这一特点,人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱,并把它们存入计算机中,编成红外光谱标准谱图库,人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对,就可以迅速判定未知化合物的成份。
下面将对红外光谱分析的基本原理做一个简单的介绍。
红外吸收光谱是物质的分子吸收了红外辐射后,引起分子的振动- 转动能级的跃迁而形成的光谱,因为出现在红外区,所以称之为红外光谱。
利用红外光谱进行定性定量分析的方法称之为红外吸收光谱法。
红外辐射是在1800年由英国的威廉.赫谢(Willian Hersher) 尔发现的。
一直到了1903 年,才有人研究了纯物质的红外吸收光谱。
二次世界大战期间,由于对合成橡胶的迫切需求,红外光谱才引起了化学家的重视和研究,并因此而迅速发展。
随着计算机的发展,以及红外光谱仪与其它大型仪器的联用,使得红外光谱在结构分析、化学反应机理研究以及生产实践中发挥着极其重要的作用,是“四大波谱”中应用最多、理论最为成熟的一种方法。
红外光谱法的特点:1? 气态、液态和固态样品均可进行红外光谱测定;2? 每种化合物均有红外吸收,并显示了丰富的结构信息;3? 常规红外光谱仪价格低廉,易于购置;4? 样品用量少:可减少到微克级;5. 针对特殊样品的测试要求,发展了多种测量新技术,女口:光声光谱(PAS )、 衰减反射光谱(ATR ,漫反射,红外显微镜等。
第一节 红外光谱分析基本原理红外吸收与振动-转动光谱1. 光谱的产生:分子中基团的振动和转动能级跃迁产生振-转光谱,称红外光谱。
2. 所需能量:近红外(140004000cm 1),中红外(4000-400cm\,远红外 (400-10cm\3. 研究对象:具有红外活性的化合物,即含有共价键、并在振动过程中伴随有偶极矩变 化的化合物。
4. 用途:结构鉴定、定量分析和化学动力学研究等。
二、分子振动方程式1. 振动频率对于双原子分子,可认为分子中的原子以平衡点为中心,以非常小的振幅作周期性的振动即化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧(如下图),可按简谐振动模式处理,由经典力学导出振动频率: 优学键斷裂 电子跃迁 频率V -----能量 -------振动跃迁 转动跃迁 原子垓自转41射频区波长入 ------------------ 一长双原子分子振动模拟图2. 振动能级(量子化):按量子力学的观点,当分子吸收红外光谱发生跃迁时, 即振动能级是量子化的,可能存在的能级满足下式:E 振=(V+ 1/2 )h nn :化学键的振动频率;V :振动量子数任意两个相邻的能级间的能量差为:AE -hv--1 1 v ———一—久 2咒(用波数表示)其中:K 为化学键的力常数,与键能和键长有关;m 为双原子的折合质量。
发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键的力 常数,即取决于分子的结构特征。
化学键键强越强(即键的力常数K 越大)原子折合质量越小,化学键的振 动频率越大,吸收峰将出现在高波数区。
键类型 -C三 C- > -C=C- > -C-C- 力常数 15-179.5-9.9 4.5-6.6 峰位 4.5 J m 6.0 L m 7.0 L m虎克啓 ^OOOOCOCOOfflM要满足一定的要求, M 为原子折合Aft三、分子的振动形式两类基本振动形式:变形振动和伸缩振动以甲烷为例:弱吸收(W 中等强度吸收(M甲烷的变形振动Q O严才梓镇侥功屁厂秆毎缩攝列强吸收(S)甲烷的伸缩振动四.红外光谱产生的条件1. 红外光的频率与分子中某基团振动频率一致;2. 分子振动引起瞬间偶极矩变化完全对称分子,没有偶极矩变化,辐射不能引起共振,无红外活性,女口:N2 Q、等;非对称分子有偶极矩,属红外活性,如HCI。
偶极子在交变电场中的作用可用下图表示:偶极子在交变电场中的作用示意图五.红外光谱峰的位置、峰数与强度1. 位置:由振动频率决定,化学键的力常数K越大,原子折合质量m越小,键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区(短波长区);反之,出现在低波数区(高波长区);2. 峰数:分子的基本振动理论峰数,可由振动自由度来计算,对于由n个原子组成的分子,其自由度为3 n3n=平动自由度+振动自由度+转动自由度分子的平动自由度为3,转动自由度为:非线性分子3,线性分子2 振动自由度=3 n-平动自由度-转动自由度非线性分子:振动自由度=3 n-6线性分子:振动自由度=3 n-5绝大多数化合物红外吸收峰数远小于理论计算振动自由度,其原因有:无偶极矩变化的振动不产生红外吸收;吸收简并;吸收落在仪器检测范围以外;仪器分辨率低,谱峰重叠等。
3 •强度:红外吸收的强度与跃迁几率的大小和振动偶极矩变化的大小有关,跃迁几率越大、振动偶极矩越大,则吸收强度越大。
4 .红外光谱图:纵坐标为吸收强度,横坐标为波长入,(卩m ),和波数1/入,单位:cm -1 ,可以用峰数,峰位,峰形,峰强来描述六. 常用的红外光谱术语1. 频峰:由基态跃迁到第一激发态,产生的强吸收峰,称为基频峰( 强度大);2. 倍频峰:由基态直接跃迁到第二、第三等激发态,产生弱的吸收峰,称为倍频峰;3. 合频峰:两个基频峰频率相加的峰;4.Fermi 共振:某一个振动的基频与另外一个振动的倍频或合频接近时, 由于相互作用而在该基频峰附近出现两个吸收带,这叫做Fermi 共振, 例如苯甲酰氯只有一个羰基,却有两个羰基伸缩振动吸收带,即1731 cm-1 和1736 cm-1, 这是由于羰基的基频( 1 720 cm-1) 与苯基和羰基的变角振动(880 —860 cm-1) 的倍频峰之间发生Fermi 共振而产生的. Fermi 共振的产生使红外吸收峰数增多,峰强加大.5. 振动偶合:两个化学键的振动频率相等或接近时, 常使这两个化学键的基频吸收峰裂分为两个频率相差较大的吸收峰, 这种现象叫做振动偶合.第二节红外光谱的应用一、红外光谱一般解析步骤1. 检查光谱图是否符合要求;2. 了解样品来源、样品的理化性质、其他分析的数据、样品重结晶溶剂及纯度3. 排除可能的“假谱带”;4. 若可以根据其他分析数据写出分子式,则应先算出分子的不饱和度UU = (2 + 2 n4 + n3 - n1 ) / 2n4 ,n3 ,n1 分别为分子中四价,三价,一价元素数目;5. 确定分子所含基团计划削减的类型(官能团区4000-1330 和指纹区1330-650cm-16. 结合其他分析数据,确定化合物的结构单元,推出可能的结构式;7. 已知化合物分子结构的验证;8. 标准图谱对照;9. 计算机谱图库检索。
二、定性分析定性分析大致可分为官能团定性和结构定性两个方面定性分析的一般过程:1. 试样的分离和精制2. 了解与试样性质有关的其它方面的材料3. 谱图的解析4. 和标准谱图进行对照5. 计算机红外光谱谱库及其检索系统6. 确定分子的结构三定量分析定量分析的依据是郎伯- 比尔定律。
红外光谱图中吸收带很多,因此定量分析时, 特征吸收谱带的选择尤为重要,除应考虑 &较大之外,还应注意以下几点:(1)谱带的峰形应有较好的对称性性;(2)没有其他组分在所选择特征谱带区产生干扰;(3)溶剂或介质在所选择特征谱带区域应无吸收或基本没有吸收;(4)所选溶剂不应在浓度变化时对所选择特征谱带的峰形产生影响;(5)特征谱带不应在对二氧化碳、水蒸气有强吸收的区域。
谱带强度的测量方法主要有峰高(即吸光度值)测量和峰面积测量两种,而定量分析方法很多,视被测物质的情况和定量分析的要求可采用直接计算法、工作曲线法、吸收度比法和内标法等。
1 . 直接计算法这种方法适用于组分简单,特征吸收谱带不重叠。
且浓度与吸收成线性关系的样品。
直接从谱图上读取吸光度A 值,再按朗伯- 比尔定律算出组分含量C。
这一方法的前提是应先测出样品厚度L及摩尔吸光系数&值,分析精度不高时,可用文献报道£值。
2 .工作曲线法这种方法适用于组分简单,样品厚度一定(一般在液体样品池中进行),特征吸收谱带重叠较少,而浓度与吸光度不成线性关系的样品。
3 .吸光度比法该发适用于厚度难以控制或不能准确测定其厚度的样品,例如厚度不均匀的高分子膜,糊状法的样品等。
这一方法要求各组分的特征吸收谱带相互不重叠,且服从于郎伯—比尔定律。
如有二元组分X 和Y ,根据朗伯- 比尔定律,应存在以下关系;由于是在同一被测样品中,故厚度是相同的,其吸光度比R为:R_ X _ £山"x _ k C xAy E Y C y Ij y式中的K称为吸收系数比。
前提是不允许含其他杂质。
吸光度比法也适合于多元体系。
4 .内标法此法适用于厚度难以控制的糊状法、压片法等的定量工作,可直接测定样品中某一组分的含量。
具体做法如下:首先,选择一个合适的纯物质作为内标物。
用待测组分标准品和内标物配制一系列不同比例的标样,测量它们的吸光度,并用公式计算出吸收系数比k。
根据郎伯一比尔定律,待测组分s的吸光度As= & s C s L s内标物I的吸光度 A I=£ i CL因内标物与待测组分的标准品配成标样后测定,故L s=L i在配置的标样中C s、C都是已知的,As、A可以从图谱中得到,因此可求得k 值。
然后在样品中配入一定量的内标物,测其吸光度,即可计算出待测组分的含量c s。