紫外吸收光谱法测定苯甲酸.ppt

1、紫外吸收光谱法测定苯甲酸山梨酸和未知物 化学生物系 吴 丹,一、实验目的,1 通过实验了解苯甲酸，山梨酸的紫外吸收特征，并利用这些特征对未知物进行定性鉴定。 2 通过测定有机化合物紫外吸收光谱，掌握鉴别化合物中发色团及其化合物类型的方法。 3 掌握有机化合物结构与紫外吸收光谱之间内在联系的规律。,二、实验原理,1 电磁波谱范围表,2 用紫外或可见光照射含有共轭结构的不饱和化合物时，分子中的价电子会从基态向激发态跃迁，此时，电子吸收了某一波长的紫外（可见）光。能级跃迁所需的能量与被吸收的紫外（可见）光波长之间的关系，可按下式计算： E = hf = hc / 式中： h-普郎克常数 E电子能级的

2、能量差（KJmol-1） f ， 被吸收光的频率和波长,电子跃迁主要有* ，n*, *, n*四种形式，它们跃迁所需能量大小为： * n* * n* 其中* 及n* 的跃迁能量大，吸收的光的波长落在真空紫外部分，而n* 和共轭体系* 跃迁能量较小，落在紫外可见光的范围内。,3 有机化合物的紫外波谱性质,有机化合物的紫外吸收光谱具有少数几个宽的吸收带，缺乏精细结构，它只能反映分子中生色团和助色团（生色基团就是可以吸收光子而产生跃迁的原子基团，主要指化合物分子内能吸收紫外及可见光的原子基团。助色基团是指含有未成对电子的非生色基团。当它与某一生色基团相连时，能使该生色基团的吸收波长位置向长波方向移动

3、且光谱强度有所增大）及附近的结构特征，而不能反映整个分子的特征。 因此紫外光谱可用于判别有机化合物中发色团和助色团的种类、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等。但是仅依靠紫外光谱来推断未知化合物的结构是困难的。,4 苯甲酸与山梨酸的性质与用途,苯甲酸别名安息香酸，白色单斜晶系片状或针状结晶体，略带安息香或苯甲醛气味。熔点122.4 .在100时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。苯甲酸在常温下微溶于水，石油醚，但溶于热水,水溶液呈酸性；易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂,也溶于非挥发性油。对霉菌，酵母和细菌等有较好的抑制作用，因而对微生物有强烈毒性，但对人体毒

4、害不明显。 苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂和防腐剂，也可作染色和印色的媒染剂。,苯甲酸具有环状共轭结构，在波长228nm 和272nm 处有 E吸收带和B 吸收带（芳香族化合物的特征吸收） ；,山梨酸（2，4-己二烯酸）无色针状结晶或白色结晶性粉末，无嗅或稍带刺激性臭味。分子量112.13。熔点132-135。沸点228(分解)。微溶于水。溶于有机溶剂。对光、热稳定，但在空气中长期放置易被氧化着色。 用途：化妆品防腐剂。属有机酸类防腐剂。添加量一般在0.5以下。防腐活性与溶液pH值有密切关系。当溶液pH值为4时，离解率为14，当pH值为6时，离解率即高达94。因此通常在

5、酸性范围内(pH值4.0-5.5)使用。在pH值为8以下防腐和杀毒作用稳定，毒性低，我们常用其钾盐作为食品防腐剂。 山梨酸CH3-CH=CH-CH=CH-COOH，具有，-不饱和羰基结构，在波长250 nm 处有* 跃迁的K 吸收带。,利用紫外吸收光谱鉴定有机物，其主要依据是化合物的吸收光谱特征，如吸收曲线的形状，吸收峰数目以及各吸收峰波长及摩尔吸收系数等。 一般来说同一化合物浓度不同时，光吸收曲线形状相同，最大吸收波长不变，只是相应的吸光度大小不同。 本实验将通过测定苯甲酸、山梨酸及未知物的紫外吸收光谱，根据它们的紫外吸收光谱特征鉴定未知物是苯甲酸还是山梨酸。,三、实验技能,1、容量瓶的使用

6、 （1）使用前检漏： 加水至标线附近，盖好瓶塞后，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将瓶倒立2分钟，如不漏水，将瓶直立，转动瓶塞180，再倒立2分钟，如不漏可使用。（使用中，玻璃塞不应放在桌面上，以免玷污，操作时可用一手的食指和中指夹瓶塞的扁头，当操作结束后随手将瓶盖盖上，也可用橡皮筋或细绳将瓶塞系在瓶颈上）。 （2）洗涤： 一般先用自来水洗，最后用蒸馏水水洗3次备用。 （3）定量稀释溶液： 用移液管移取一定体积的溶液于容量瓶中，加水至距标线约1cm处，等12分钟，使附在瓶颈内壁的溶液流下后，再用滴管滴加水至弯液面下缘与标线相切，然后盖上瓶塞，左手用食指按住塞

7、子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将容量瓶倒转，使气泡上升到顶，使瓶振荡，正立后再次倒转进行振荡，如此反复1520次以上，使瓶内溶液混合均匀。,2、移液管的使用 （1）洗涤 （2）润洗 使用前用吸水纸将尖端内外的水除去，然后用待吸液润洗三次：左手持洗耳球，右手拇指和中指拿住标线以上部分，将移液管管尖插入约溶液12cm，将待吸液吸至球部1/4处，移出，荡洗，弃去（切记从尖口放出,应保持上管口和食指干燥）。 （3）移液： 左手持洗耳球，右手拇指和中指拿住标线以上部分，将移液管管尖插入约溶液12cm，将待吸液吸至标线以上，迅速移去洗耳球，同时用右手食指堵住管口，左手改拿盛待吸液的容

8、器。然后，将移液管往上提起，使之离开液面，并将原深入溶液部分沿容器内部轻转两圈，以除去管壁上的溶液。使容器倾斜45度，其内壁与移液管尖紧贴，同时右手食指微微松动，使液面缓慢下降，直到管内溶液的弯月面与标线相切，这时应立即用食指按紧管口，停留15秒左右，移开待吸液容器，左手改拿接受溶液的容器，并将接受容器倾斜，使内壁紧贴移液管尖，成45度左右，然后放松右手食指，使溶液自然顺壁流下，待液面下降到管尖后，等15秒左右，移出移液管。（除特别注明，管尖残留溶液不吹入接受容器中）。,3 . 9100型紫外可见分光光度计操作规范 开机 关好样品室门，打开仪器电源开头，预热10分钟。将左边紫外灯开关打开，并将

9、后背的扳手打到“UV”处。 测量 A 调节波长旋钮，使波长显示窗显示所需波长值。 B 将挡光板、装有空白液和样品的比色皿（注意：拿住比色皿的毛玻璃面，四面透光的石英比色皿应拿斜对角；比色皿内的溶液面高度约为比色皿高度的2/3不应低于25毫米且每次量相当；比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕迹；用镜头纸擦比色皿时，应按一个方向从上往下擦。）放入样品室中（注意：不要硬塞以免刮伤比色皿，比色皿不能放在仪器面板上），关闭样品室门。 C 拉动拉手将挡光板置于光路中，按0%键，等待显示T：0.0%；A：3.000(理论值为) D 拉动拉手将空白液置于光路中，按100%键，等待显示T：100.0%；A：0

10、.000 E 拉动拉手将待测溶液置于光路中，则显示器上显示样品的吸光度值。 关机 测量完毕，先检查样品室内是否有溶液洒落，若有应将溶液用滤纸擦干后再关好样品室门，关闭仪器电源开关，拔下插头。特别强调实验完毕，比色皿应用自来水与蒸馏水冲洗干净，以免染色。,四、实验仪器与试剂,1 仪器 UV9100紫外可见分光光度计 容量瓶(50ml) 烧杯(250ml) 玻璃比色皿(1cm) 吸量管(1ml, 2ml, 5ml, 10ml) 洗耳球 洗瓶 2 试剂 山梨酸 苯甲酸 乙醇 未知物,五、实验内容,1 配制溶液 取10 mg苯甲酸，用乙醇溶解，移入100 mL容量瓶中，用乙醇定容（实验室已配好）。吸取该溶液0.50 mL ，用乙醇稀释至25 mL ，此溶液浓度为210-3 mgmL-1。 同上方法分别配制浓度为210-3 mgmL-1 的山梨酸及未知物的乙醇溶液。 2 测定和纪录 用1cm 比色皿，以乙醇为参比，在波长210-310 nm的范围，分别测定苯甲酸、山梨酸和未知物三种溶液的紫外吸收光谱。,表1 苯甲酸吸收曲线的测定 从吸收曲线上确定苯甲酸的最大波长max = ? nm,表2 山梨酸吸收曲线的测定 从吸收曲线上确定山梨酸的最大波长max = ? n