有机分析实验讲义2013

实验一 芳香族化合物的紫外吸收光谱及溶剂效应

[ 实验目的]

1． 了解紫外可见光光度计的结构、用途及使用方法。 2． 了解紫外吸收光谱在有机化合物结构鉴定中的作用及原理。 3． 了解溶剂对吸收光谱的影响及原理。 [ 实验原理]

有机物的紫外吸收光谱谱图解析：

1． 如果化合物在200-400nm内无吸收带，可推断未知物可能是饱和直链烃、脂环烃或

只含一个双键的烯烃。

2． 如果化合物只在270-350nm内有弱吸收带（? =10-100L .mol .cm）这是R带吸

收的特征，则可推断未知物可能是一个简单的、非共轭的含有杂原子的双键化合物，如：羰基、硝基等，此谱带是n ???跃迁产生的吸收带。

3． 如果化合物在210-250nm内有强吸收带（? ≥10L .mol .cm）这是K带吸收的特

征，则可推断未知物可能是含有共轭双键的化合物。如果在260-300nm内有强吸收带，则表明该化合物中含有三个或三个以上共轭双键。如果吸收带进入可见区，则该化合物可能是含有长共轭发色基团或是稠环化合物。

4． 如果化合物在250-300nm内有中强吸收带（? =10-10L .mol .cm）这是苯环B

吸收带的特征，则可推断未知物往往含有苯环。

芳香族化合物都具有环状的共轭体系，其紫外吸收光谱特征是具有????跃迁产生的三个特征吸收带，当苯环上有取代基时能影响苯原有的三个吸收带，使B带简单化，向长波移动同时吸收强度增大。

溶剂的极性对溶质吸收峰的波长、强度和形状都有影响，当溶剂极性增大时????跃迁产生的吸收带红移，而n ???跃迁产生的吸收带蓝移。有些基团的紫外吸收光谱和溶液的pH关系很大，如苯酚在酸性与中性条件下的吸收光谱和碱性时不同。

溶剂的极性还影响吸收光谱的精细结构，当物质处于蒸气状态时，图谱的吸收峰上因振动吸收而表现出锯齿状精细结构。当溶剂从非极性变到极性时，精细结构逐渐消失，谱图趋于平滑。 [ 仪器与试剂]

仪器：GBC 916型紫外－可见分光光度计 1 cm石英吸收池

10 ml具塞比色管（13支） 1ml刻度移液管（6支） 试剂：苯、环己烷、正己烷、乙醇、丙酮。

溶液：苯:环己烷（1:250）、、甲苯:环己烷（1:250）、苯酚:环己烷（0.25g .L）、苯甲醛:环己烷（1:250）、苯甲酸:环己烷（0.8g .L）、水杨酸：乙醇（0.1 g .L）、HCl （0.1mol .L）、NaOH（0.1mol .L）

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[ 实验内容]

1． 苯及其衍生物的吸收光谱

在5个10ml具塞比色管中分别加入1 ml苯、甲苯、苯酚、苯甲醛、苯甲酸的环己烷溶液，用环己烷稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以环己烷作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得5种物质的紫外吸收光谱。观察比较苯及其衍生物的吸收光谱，讨论取代基对苯原有的吸收带的影响。 2． 溶剂极性对紫外吸收光谱

（1）溶剂极性对n ???跃迁、????跃迁的影响

在3个10 ml具塞比色管中分别加入0.04 ml丙酮，各用环己烷、乙醇、水稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得丙酮在3种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较不同极性溶剂对n ???跃迁的影响。讨论原因。

（2）溶剂对吸收光谱精细结构的影响

用滴管取2滴苯加入1 cm石英吸收池中，加盖，放置2-3min后置于样品光路中，以空石英吸收池作参比，在紫外区进行波长扫描，得苯蒸气的吸收光谱。

在2个10 ml具塞比色管中分别加入0.01 ml苯，各用环己烷、乙醇稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，分别以各溶剂作参比溶液，在紫外区进行波长扫描，得苯在2种不同极性溶剂中的紫外吸收光谱。观察比较以上3种吸收光谱，讨论溶剂对吸收光谱精细结构的影响。

（3）溶液的酸碱性对苯酚吸收光谱的影响

在2个10 ml具塞比色管中分别加入1ml苯酚水溶液，各用0.1mol .LHCl 和NaOH溶液稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以水作参比，在紫外区进行波长扫描，得苯酚在2种酸度不同的溶液中的吸收光谱。观察比较以上2种吸收光谱，讨论原因。 3、K带最大吸收波长实测值与经验计算值的比较

在10ml的比色管中，取1ml水杨酸乙醇溶液，用乙醇稀释至刻度，摇匀。用1cm

的石英比色皿，以乙醇溶剂作参比，在200nm~350nm波长范围内进行扫描。绘制其吸收光谱，找出K吸收带λmax的位置，并与经验计算值相比较。 五 [ 思考与讨论]

1． 讨论取代基对苯原有的吸收带的影响。

2． 为什么当溶剂极性增大时????跃迁产生的吸收带红移，而n ???跃迁产生的吸收

带蓝移？

3． 溶剂的极性对吸收光谱的精细结构有何影响？ 4． 苯酚在酸性条件下的吸收光谱和碱性时不同，为什么？

5、绘制水杨酸的紫外吸收光谱图，确定其吸收峰波长及吸收带类型。

并用紫外光谱的经验公式计算水杨酸的λmax，把计算值与实验值相比较。

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附录：GBC 916型紫外－可见分光光度计的使用步骤：

①启动计算机，按下紫外－可见分光光度计的主机开关，启动UV程序，进入界面，选择“GENERAL”，再选择“Manual λ Scan”； ②设置参数：设置扫描范围，扫描速度及波长；

③基线扫描：将两个比色皿加入参比溶液，分别放入光路，即暗箱比色皿槽内，然后按F9- Basline；

④样品谱图扫描：将靠外的比色皿加入待测溶液，然后放入光路，按F10 -Scan得吸收光谱图；

⑤谱图分析：按F3-Graphics，将谱图放大，按F7-Closs hair出现标尺线后找到特征吸收峰的波长及其对应的吸光度值；

⑥测定结束后退出UV程序，先关紫外－可见分光光度计的主机开关，再关计算机。

实验二 紫外分光光度法测定维生素C的含量

一 实验目的

1、学习759S紫外可见分光光度计的使用方法。 2、学习紫外光谱区测定有机化合物组分含量。 二 实验原理

维生素C又称抗坏血酸,是一种含不饱和烯酯结构的酸性多羟基化合物；分子式为C6H8O6；分子量为176.13；结构式为

维生素C具有不饱和共轭结构，在紫外-可见光区有吸收，紫外吸收最大波长在245nm附近。维生素C呈无色无臭的片状晶体,易溶于水,不溶于脂溶剂.在酸性环境中稳定, 遇空气中氧、热、光、碱性物质,特别是有氧化酶及痕量铜、铁等金属离子存在时,具有抗氧化作用,是知名度最高的营养素。 三 仪器试剂

1仪器：紫外分光光度计(型号759S),石英比色皿2只；100ml容量瓶1只；50ml 容量瓶

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7只；25 ml 容量瓶或具比色管1只；10ml吸量管1只；10ml移液管1支。 2试剂：维生素C（抗坏血酸）；10%的盐酸 四 实验步骤:

1 标准溶液的配制 用分析天平准确称取0.0010g的抗坏血酸，用少量水溶解后，加2 ml 10%的盐酸，在用蒸馏水定容至100ml，配成浓度为100ug/ml的标准溶液。再分别吸取0、2、4、6、8、10 ml维生素C标准溶液（100ug/ml）于6个50ml的容量瓶中，用水稀释成一系列不同浓度的标准溶液（0~20ug/ml）。

2 样品的制备 将果蔬样品洗净、擦干、切碎。称取5.00g于50ml的小烧杯中，加入1滴10%的盐酸，匀浆。转于到25ml的容量瓶（具比色管）中，用水稀释到刻度。若提取液澄清，可直接取样测定，若浑浊，用离心机来消除。取0.5ml提取液于50ml的容量瓶中，加入2ml 10%的盐酸，用水稀释到刻度。

3 吸收曲线的绘制 用某一中间浓度的标准溶液，用蒸馏水作参比，于210~300nm范围内测定吸光度，制作吸收曲线，从曲线上查得最大吸收波长（245nm附近）。波长间隔在210nm~300nm范围内每隔5nm 测定一个数值，在最大吸收波长?5nm 范围内每隔1nm测定一个数值。

4 标准曲线的绘制 于最大吸收波长处分别测定标准溶液的吸光度，然后以浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

5 样品的测定 于最大吸收波长处测定试样的吸光度，从标准曲线上查出试样的浓度，平行测定两次。 实验数据记录表格 一 吸收曲线的绘制

标准溶液的浓度：_______________ λ/nm A λ/nm A λ/nm A 最大吸收波长λmax=___________nm

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