《金属材料成分分析技术》课件-红外光谱法的定量分析与定性分析

红外光谱法的定量分析

1定量分析的理论依据

2吸光度的测定

3常用的定量测定方法定量分析的理论依据1一、定量分析的理论依据朗伯-比耳定律，即在单一波长下，吸光度与物质的浓度成正比。由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方便地对单一组份和多组份进行定量分析。不受样品状态的限制，能定量测定气体、液体和固体样品。红外光谱定量分析应用广泛。吸光度的测定2二、吸光度的测定一点法该法不考虑背景吸收，直接从谱图中分析波数处读取谱图纵坐标的透过率，再由公式lgI0/It=A计算吸光度。二、吸光度的测定基线法通过测量峰两边的峰谷作一切线，以两切点连线的中点确定I0；以峰最大处确定It

。常用的定量测定方法3三、常用的定量测定方法（一）直接计算法从谱图上读取透过率数值，按A＝ln(I0/I)(I0为入射光强度，I为透射光强度)的关系计算出A值，再按公式算出组分含量c，从而推算出质量分数。这一方法的前提是需用标准样品测得摩尔吸光系数a值。这种方法适用于组分简单、特征吸收带不重叠、且浓度与吸收度呈线性关系的样品。A=abc三、常用的定量测定方法（二）工作曲线法将一系列浓度的标准样品的溶液。在同一吸收池内测出需要的谱带，计算出吸收度值作为纵坐标，再以浓度为横坐标，作出响应的工作曲线。由于是在同一吸收池内测量，故可获得A～c的实际变化曲线。这种方法适用于组分简单．特征吸收谱带重叠较少，而浓度与吸收度不完全呈线性关系的样品。三、常用的定量测定方法（三）解联立方程法解联立方程法运用的对象是组分众多而波带又彼此严重重叠的样品，通常无法选出较好的特征吸收谱带。采用这一方法的条件是必须具备各个组分的标准样品且各组分在溶液中是遵守Beer定律的。定量分析可以根据吸光度的加和特性来进行。1定量分析的理论依据2吸光度的测定3常用的定量测定方法红外光谱法的定性分析-已知物的鉴定定性分析已知物的鉴定已知物的鉴定的步骤01样品准备02仪器校准03样品测量04光谱解析05鉴定结论06记录和报告特征峰的位置、形状和强度的分析1.特征峰位置特征峰的位置通常与分子中特定的官能团或化学键的振动频率相对应。2.特征峰形状特征峰的形状可以提供关于官能团存在状态以及分子间相互作用的信息。常见的峰形包括尖锐峰、宽峰和肩峰等。3.特征峰强度特征峰的强度与官能团的含量、振动偶极矩的变化以及分子间的相互作用等因素有关。将试样的谱图与标准样品的谱图进行对照，或者与文献上的谱图进行对照。如果两张谱图各吸收峰的位置和形状完全相同，峰的相对强度一样，可以认为样品是该种标准物。如果两张谱图不一样，或峰位不一致，则说明两者不为同一化合物，或样品有杂质。红外光谱法的定性分析——未知物结构的测定定性分析未知物结构的测定未知物结构的测定基本：图谱解析测绘样品的红外谱图分析吸收峰的位置、形状、强度等要素确定分子中所含的基团或化学键推断分子的结构未知物结构的测定步骤1：准备工作了解样品的来源、制备过程、外观、纯度、经元素分析后确定的化学式以及熔点、沸点、溶解性质等物理性质，取得对样品有个初步的认识或判断。未知物结构的测定步骤2：确定未知物的不饱和度

n4、n3、n1分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。二价原子如S、O等不参加计算。

=0分子是饱和的，烷烃及其不含双键的衍生物；

=1可能有一个双键或脂环；

=2可能有两个双键或脂环，也可能有一个叁键；

=4可能有一个苯环等。未知物结构的测定步骤3：图谱解析一般顺序：借助于手册或书籍中的基团频率表，分析官能团区各主要吸收带的基团归属，初步判断化合物中可能含有的基团和不可能含有的基团及分子的类型。再查看指纹区，进一步确定基团的存在及其连接情况和基团间的相互作用。未知物结构的测定步骤3：图谱解析注意红外光谱的三要素：红外光谱的吸收峰的位置、强度和形状

例1、C＝O的特征是在1680～1780cm-1范围内有很强的吸收峰，如果在此位置出现较弱的峰，不能直接断定C＝O的存在。

例2、缔合羟基、缔合胺基的吸收位置与游离状态的吸收位置只略有差异，但峰的形状变化很大。游离态的O－H吸收峰较为尖锐，而缔合O－H的吸收峰圆滑而钝。缔合胺基吸收峰会出现分岔。未知物结构的测定步骤3：图谱解析注意观察同一基团或一类化合物的相关吸收峰：通过观察相关峰，可以更准确地判断基团的存在情况。综合判断分析结果，提出最可能的结构式，然后与已知样品或标准图谱对照，核对判断的结果是否正确。未知物结构的测定，这是一个复杂的过程，其中图谱的正确解析是