第七节 红外光谱的应用.ppt

第七节 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U∪ = （2 + 2n4 + n3 – n1 ）/ 2n4 n3 n1分别为分子中四价，三价，一价元素数目; 5.确定分子所含基团及化学键的类型（官能团区4000~1330和指纹区1331~650 cm-1 ） 6. 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 根据官能团及化学合理性，拼凑可能的结构，然后查对标准谱图核实。 在解析红外光谱时，要同时注意吸收峰的位置、强度和峰形。 同一基团的几种振动相关峰应同时存在。 没有其他组分在所选择特征谱带区产生干扰 ; ?? 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； ?? 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 ; ?? 特征谱带不应在对二氧化碳 .. 水 . 蒸气有强吸收的区域。 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 ε 值，分析精度不高时，可用文献报道 ε 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。 作业 思考题与习题9、10 * 未知物结构的测定 先从基团频率区的最强谱带开始，推测未知物可能含有的基团，判断不可能含有的基团。 再从指纹区的谱带进一步验证，找出可能含有基团的相关峰，用一组相关峰确认一个基团的存在；如果是芳香族化合物，应定出苯环取代位置。 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 ε 较大之外，还应注意以下几点： ?? 谱带的峰形应有较好的对称性性 ; 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 3 ．吸收度比法 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： 　　　　　　　　　　　　　　　　 式中的 K 称为吸收系数比。 但前提是不允许含其他杂质。吸收度比法也适合于多元体系。 第八节 红外光谱仪 目前有两类红外光谱仪:色散型和干涉型（傅立叶变换红外光谱仪)（Fourier Transfer, FT） 一、色散型与双光束UV-Vis仪器类似，但部件材料和顺序不同。 10.8.1 色散型红外分光光度计 1. 光源 常用的红外光源有Nernst灯和硅碳棒。 2. 吸收池 红外吸收池使用可透过红外的材料制成窗片；不同的样品状态（固、液、气态）使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。 10..1 色散型红外分光光度计 3. 单色器 由色散元件、准直镜和狭缝构成。其中可用几个光栅来增加波数范围，狭缝宽度应可调。 狭缝越窄，分辨率越高，但光源到达检测器的能量输出减少，这在红外光谱分析中尤为突出。为减少长波部分能量损失，改善检测器响应，通常采取程序增减狭缝宽度的办法，即随辐射能量降低，狭缝宽度自动增加，保持到达检测器的辐射能量的恒定。 4. 检测器及记录仪 红外光能量低，因此常用真空热电偶、测热辐射计、热释电检测器和碲镉汞检测器等。 10.8.1 色散型红外分光光度计 几种红外检测器 10.8.1 色散型红外分光光度计 它是利用光的相干性原理而设计的干涉型红外分光光度仪。 10.8.2 傅里叶变换红外光谱仪 单色光 单色