紅外透射光譜的測定

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上不同物態(tài)樣品紅外透射光譜的測定 化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院 倪子貞 83一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?    1.了解紅外光譜儀的基本組成和工作原理;    2.掌握紅外光譜分析時(shí)各種物態(tài)試樣的制備及測試方法;     3.熟悉化合物不同基團(tuán)紅外吸收頻率范圍，學(xué)會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行圖譜檢索及化合物結(jié)構(gòu)鑒定的基本方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 紅外光譜分析是研究分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)信息的分子光譜。當(dāng)化合物受到紅外光照射時(shí)，化合物中某個(gè)化學(xué)鍵的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)頻率與紅外光頻率相當(dāng)?shù)龋蜁?huì)吸收光能，并引起分子永久偶極矩的變化, 產(chǎn)生

2、分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷, 使相應(yīng)頻率的透射光強(qiáng)度減弱；分子中不同的化學(xué)鍵振動(dòng)頻率不同，會(huì)吸收不同頻率的紅外光，檢測并記錄透過光強(qiáng)度與波數(shù)（1/cm）或波長的關(guān)系曲線，就可得到紅外光譜。紅外光譜反映了分子化學(xué)鍵的特征吸收頻率，可用于化合物的結(jié)構(gòu)分析和定量測定。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用的不同，我們將紅外光劃分為三個(gè)區(qū)域：近紅外區(qū)（0.75-2.5m; : 13158-4000），中紅外區(qū)（2.5-25m; :4000-400）和遠(yuǎn)紅外區(qū)（25-1000m; :400-10）分子振動(dòng)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)大多在中紅外區(qū)，一般的紅外光譜都在此波數(shù)區(qū)間進(jìn)行檢測。   紅外光源傅里葉變換

3、紅外光譜儀主要由紅外光源、邁克爾遜干涉儀、檢測器、計(jì)算機(jī)和記錄系統(tǒng)五部分組成；紅外光經(jīng)邁克爾遜干涉儀照射樣品后，再經(jīng)檢測器將檢測到的信號(hào)以干涉圖的形式送往計(jì)算機(jī)，進(jìn)行付里葉變換的數(shù)學(xué)處理，最后得到紅外光譜。三、儀器和試劑   FTIR-360紅外光譜儀（美國尼高力公司）、壓片機(jī)和壓片模具、固體、液體及溶液裝樣器具（日本島津公司）、研缽、KBr 、NaCl鹽片、KBr（光譜純）, 液體石蠟、丙酮、乙醇、正丁醇、乙酰苯胺（試劑均為A.R級）、聚苯乙烯薄膜、苯乙烯馬來酸酐共聚物  四、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 樣品的制備(1)固體樣品的制備(a)溴化鉀壓片  

4、取約1mg固體試樣于干凈的瑪瑙研缽中,在紅外燈下研磨成細(xì)粉,再加約200mg干燥 KBr粉末一起研磨，直至二者完全混合均勻（顆粒約為2µm以下）。取出壓片模具，將一壓舌光面向上放入模芯中，套上套環(huán)，用樣品勺將樣品小心加入模具中,堆積均勻,另取一壓舌光面向下放入模芯中，稍加壓力使樣品鋪平，蓋上上罩。把裝好的模具放在油壓機(jī)上，關(guān)閉氣壓閥，手動(dòng)加壓直至壓力表指示約為400 Kgf時(shí)，停止加壓，保持13分鐘;放氣泄壓。取出模具,將樣品脫模，得一透明圓片,用小鑷子將其放在試樣架上，插入檢測池測定紅外光譜圖。(b)液體石蠟研糊  取約2-3mg固體試樣于干凈的瑪瑙研缽中研細(xì),

5、滴加1-2液體石蠟后，充分研磨混勻呈糊狀,在紅外燈下干燥，取出樣品架和KBr(或NaCl)鹽片，將研磨好的樣品用不銹鋼勺刮到鹽片上, 涂勻后壓上另一鹽片,裝入樣品架下面板，位置調(diào)整適當(dāng)后，插入上面板，將樣品架的對角用螺絲旋緊固定,然后插入檢測池測定紅外光譜圖。(c) 薄膜法（多用于高分子化合物的測定）：  通常將試樣熱壓成膜,將膜夾在兩鹽片之間，放入樣品架固定，測定其紅外圖譜（薄膜樣品可直接采用此法測定）。也可將聚合物溶于適當(dāng)?shù)娜軇┲校舛葹?-20%），然后將溶液滴在鹽片上攤勻，在紅外燈下使溶劑逐漸揮發(fā)成膜后，蓋上另一鹽片，裝入樣品架固定，插入檢測池測定紅外光譜圖。(2)

6、液體樣品的制備  液膜法:   對于高沸點(diǎn)，低粘度的樣品，可將樣品直接滴在鹽片上，蓋上另一鹽片；對于粘度較大 的樣品，用不銹鋼勺將少許樣品涂在鹽片表面，在紅外燈下烘烤，將樣品刮勻，蓋上另一鹽片，使兩鹽片之間形成一定厚度的液膜，裝入樣品架固定，插入檢測池測定紅外光譜圖。 對于低沸點(diǎn)易揮發(fā)的樣品，應(yīng)采用封閉型式液體池檢測。(3)氣體樣品的制備  取出氣體進(jìn)樣槽(見圖)，打開進(jìn)樣槽兩活塞中任意一個(gè)，將其與真空泵相連接；打開真空泵，抽出空氣槽內(nèi)原有的空氣，關(guān)閉抽氣活塞及油泵開關(guān)。將氣體樣品接入樣槽任意一個(gè)入口，打開活塞注樣，氣體樣品吸收峰強(qiáng)度

7、的大小是通過調(diào)整氣槽內(nèi)樣品壓力實(shí)現(xiàn)的，因此在注樣時(shí)，可將氣槽另一入口和壓力計(jì)相連，使氣槽壓力控制在所需范圍內(nèi)進(jìn)行檢測。2. 樣品檢測  (1)打開Avatar 360 FT-IR光譜儀電源開關(guān); 擊開電腦中omnic version 6.0 軟件，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)。  (2)測定空氣背景。     (3)將預(yù)先制備好的樣品放插入樣品架，測定紅外圖譜。五、注意事項(xiàng)  1.溴化鉀制時(shí)樣品的濃度和片的厚度應(yīng)適當(dāng)，在樣品研磨、放置和過程 中應(yīng)特別注意干燥。   2. 切不可用手觸摸NaCl、KBr鹽片表面；

8、用丙酮清洗鹽片，鏡頭紙或脫脂棉擦拭后，放入干燥器保存。   3. 液體樣品制備前應(yīng)干燥除水，水溶液應(yīng)使用CaF2或 BaF2窗片；腐蝕 性樣品切不可用常規(guī)鹽片制備。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及解析本實(shí)驗(yàn)一個(gè)未知樣固體樣和一個(gè)未知液體的紅外吸收光譜進(jìn)行了測定。下面對譜圖進(jìn)行簡要分析： （1） 未知固體樣在未知樣的紅外圖譜中， 3167.35cm-1附近為芳烴的C-H伸縮和彎曲振動(dòng)，環(huán)的伸縮和變形振動(dòng)以及合頻振動(dòng)產(chǎn)生的譜帶；1668.20 cm-1為C=0伸縮振動(dòng)峰；1602.27cm-1，1518.94 cm-1，1454.63cm-1，1386.71cm-1為芳環(huán)的骨架伸縮振動(dòng)峰；131

9、5.78 cm-1，1290.02 cm-1為C=O伸縮振動(dòng)；858.89cm-1，764.87cm-1，704.64cm-1為C-H的面外變形振動(dòng)；故該物質(zhì)可能為C7H6O2.(2) 石蠟液體樣 在液體石蠟油的紅外譜圖中，波數(shù)為2955.31cm-1為-CH3的反對稱伸縮振動(dòng)；波數(shù)為2924.23 cm-1為-CH2的反對稱伸縮振動(dòng)；波數(shù)為2854.07cm-1為-CH2的對稱伸縮振動(dòng)；波數(shù)為1459.31cm-1為-CH3的分對稱變形振動(dòng)反對稱；波數(shù)為1377.26cm-1為-CH3對稱變形振動(dòng)的對稱；波數(shù)為726.90cm-1為-（CH2）n的面內(nèi)搖擺振動(dòng)。七、問題思考 1. 為什么紅外光譜檢測要采用特殊的制樣方法？ 答：在聚合物分析和鑒定中有著極為重要而又非常廣泛的應(yīng)用。聚