红外吸收练习题市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

第四节第四节第四节第四节 红外光谱解析红外光谱解析红外光谱解析红外光谱解析一一一一 试样制备试样制备试样制备试样制备1 1 1 1 气体气体气体气体气体池气体池气体池气体池2 2 2 2 液体液体液体液体液膜法液膜法液膜法液膜法难挥发液体（难挥发液体（难挥发液体（难挥发液体（BP 80BP 80 C C）溶液法：液体池法，普通液体试样及有适当溶剂溶液法：液体池法，普通液体试样及有适当溶剂溶液法：液体池法，普通液体试样及有适当溶剂溶液法：液体池法，普通液体试样及有适当溶剂固体试样。固体试样。固体试样。固体试样。研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法）研糊法（液体石腊法）KBrKBr压片法压片法压片法压片法薄膜法薄膜法薄膜法薄膜法3 3 固体固体固体固体第1页二二二二 红外光谱解析方法：红外光谱解析方法：红外光谱解析方法：红外光谱解析方法：要求：要求：要求：要求：必须是纯物质，纯度大于必须是纯物质，纯度大于必须是纯物质，纯度大于必须是纯物质，纯度大于98%98%，不含水，预防干扰样，不含水，预防干扰样，不含水，预防干扰样，不含水，预防干扰样品中羟基峰观察。品中羟基峰观察。品中羟基峰观察。品中羟基峰观察。测定前应知：测定前应知：测定前应知：测定前应知：1 1 试样起源：试样起源：试样起源：试样起源：2 2 待测试样应充分除去溶剂，预防溶剂与试样发生化学反应；待测试样应充分除去溶剂，预防溶剂与试样发生化学反应；待测试样应充分除去溶剂，预防溶剂与试样发生化学反应；待测试样应充分除去溶剂，预防溶剂与试样发生化学反应；3 3 试样物理化学常数，可作为光谱解析佐证；试样物理化学常数，可作为光谱解析佐证；试样物理化学常数，可作为光谱解析佐证；试样物理化学常数，可作为光谱解析佐证；4 4 利用分子式计算不饱和度：利用分子式计算不饱和度：利用分子式计算不饱和度：利用分子式计算不饱和度：不饱和度不饱和度不饱和度不饱和度(U)(U)：表示有机分子中碳原子饱和程度，即分子结表示有机分子中碳原子饱和程度，即分子结表示有机分子中碳原子饱和程度，即分子结表示有机分子中碳原子饱和程度，即分子结构式中距离到达饱和时所缺乏一价元素构式中距离到达饱和时所缺乏一价元素构式中距离到达饱和时所缺乏一价元素构式中距离到达饱和时所缺乏一价元素“对对对对”数。数。数。数。第2页已知分子式计算不饱和度已知分子式计算不饱和度已知分子式计算不饱和度已知分子式计算不饱和度不饱和度意义：不饱和度意义：不饱和度意义：不饱和度意义：例例例例1 1：苯甲醛（苯甲醛（苯甲醛（苯甲醛（C C7 7HH6 6OO）不饱和度计算）不饱和度计算）不饱和度计算）不饱和度计算第3页（一）红外光谱解析（一）红外光谱解析（一）红外光谱解析（一）红外光谱解析1 1 解析红外光谱三要素：解析红外光谱三要素：解析红外光谱三要素：解析红外光谱三要素：峰位、峰强及峰形峰位、峰强及峰形峰位、峰强及峰形峰位、峰强及峰形2 IR2 IR光谱解析方法光谱解析方法光谱解析方法光谱解析方法1 1）确认分子式计算不饱和度）确认分子式计算不饱和度）确认分子式计算不饱和度）确认分子式计算不饱和度2 2）红外光谱解析程序）红外光谱解析程序）红外光谱解析程序）红外光谱解析程序*先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先先特征、后指纹；先强峰，后次强峰；先粗查，后细找；先否定，后必定否定，后必定否定，后必定否定，后必定;寻找相关一组相关峰寻找相关一组相关峰寻找相关一组相关峰寻找相关一组相关峰佐证佐证佐证佐证*先识别特征区第一强峰，找出其相关峰，并进行峰归属先识别特征区第一强峰，找出其相关峰，并进行峰归属先识别特征区第一强峰，找出其相关峰，并进行峰归属先识别特征区第一强峰，找出其相关峰，并进行峰归属*再识别特征再识别特征再识别特征再识别特征区第二强峰，找出其相关峰，并进行峰归属区第二强峰，找出其相关峰，并进行峰归属区第二强峰，找出其相关峰，并进行峰归属区第二强峰，找出其相关峰，并进行峰归属第4页第5页第6页（二）（二）（二）（二）IRIR光谱解析实例光谱解析实例光谱解析实例光谱解析实例例例例例1 1 已知某未知物分子式为已知某未知物分子式为已知某未知物分子式为已知某未知物分子式为C C4 4HH1010OO，测得其红外吸收光谱以下，测得其红外吸收光谱以下，测得其红外吸收光谱以下，测得其红外吸收光谱以下列图，试推断其分子结构式。列图，试推断其分子结构式。列图，试推断其分子结构式。列图，试推断其分子结构式。第7页解：解：解：解：1.1.计算不饱和度计算不饱和度计算不饱和度计算不饱和度,为饱和脂肪族类化合物。为饱和脂肪族类化合物。为饱和脂肪族类化合物。为饱和脂肪族类化合物。2.2.特征峰及相关峰：特征峰及相关峰：特征峰及相关峰：特征峰及相关峰：存在着存在着存在着存在着C(CHC(CH3 3)3 3结构结构结构结构第8页分子式提醒含分子式提醒含分子式提醒含分子式提醒含1 1个氧，个氧，个氧，个氧，4 4个碳个碳个碳个碳为叔醇类化合物为叔醇类化合物为叔醇类化合物为叔醇类化合物总而言之，该化合物结构可能为：总而言之，该化合物结构可能为：总而言之，该化合物结构可能为：总而言之，该化合物结构可能为：第9页例例例例2 2 某未知物分子式为某未知物分子式为某未知物分子式为某未知物分子式为C C1010HH1010OO4 4，测得其红外吸收光谱如，测得其红外吸收光谱如，测得其红外吸收光谱如，测得其红外吸收光谱如图，试推断其分子结构式。图，试推断其分子结构式。图，试推断其分子结构式。图，试推断其分子结构式。第10页解：解：解：解：1.1.计算不饱和度：计算不饱和度：计算不饱和度：计算不饱和度：结构式中可能含有一个苯环和一个叁键或两个双键。谱结构式中可能含有一个苯环和一个叁键或两个双键。谱结构式中可能含有一个苯环和一个叁键或两个双键。谱结构式中可能含有一个苯环和一个叁键或两个双键。谱图图图图24002100cm24002100cm-1-1区间无吸收峰，可否定叁键存在。区间无吸收峰，可否定叁键存在。区间无吸收峰，可否定叁键存在。区间无吸收峰，可否定叁键存在。2.2.特征峰及相关峰：特征峰及相关峰：特征峰及相关峰：特征峰及相关峰：邻位取代苯邻位取代苯邻位取代苯邻位取代苯1581cm1581cm-1-1是因为取代基是因为取代基是因为取代基是因为取代基与苯环发生共轭，使与苯环发生共轭，使与苯环发生共轭，使与苯环发生共轭，使1600cm1600cm-1-1峰分裂而成峰分裂而成峰分裂而成峰分裂而成羰基峰，分裂峰羰基峰，分裂峰羰基峰，分裂峰羰基峰，分裂峰1581cm1581cm-1-1存在，存在，存在，存在，提醒提醒提醒提醒C=OC=O有可能有可能有可能有可能直接与苯环相直接与苯环相直接与苯环相直接与苯环相连连连连，发生共轭。，发生共轭。，发生共轭。，发生共轭。第11页甲基，其中甲基，其中甲基，其中甲基，其中2954cm2954cm-1-1和和和和2847cm2847cm-1 1两峰，可能因甲基与杂原子相两峰，可能因甲基与杂原子相两峰，可能因甲基与杂原子相两峰，可能因甲基与杂原子相连而向低频移动，结构式中只连而向低频移动，结构式中只连而向低频移动，结构式中只连而向低频移动，结构式中只有氧杂原子。有氧杂原子。有氧杂原子。有氧杂原子。OCHOCH3 3酯酯酯酯综上，结构中存在综上，结构中存在综上，结构中存在综上，结构中存在ArCOOCHArCOOCH3 3单元结构。单元结构。单元结构。单元结构。第12页总而言之，其结构式可能为：总而言之，其结构式可能为：总而言之，其结构式可能为：总而言之，其结构式可能为：不饱和度等于不饱和度等于不饱和度等于不饱和度等于6 6，1 1个苯环占去个苯环占去个苯环占去个苯环占去4 4个，个，个，个，1 1个羰基占去个羰基占去个羰基占去个羰基占去1 1个，还余个，还余个，还余个，还余1 1个个个个不饱和度，而谱图中无不饱和度，而谱图中无不饱和度，而谱图中无不饱和度，而谱图中无 峰，不存在峰，不存在峰，不存在峰，不存在C=CC=C基团，结合苯为基团，结合苯为基团，结合苯为基团，结合苯为邻取代，从邻取代，从邻取代，从邻取代，从C C1010HH1010OO4 4减去已知减去已知减去已知减去已知C C8 8HH7 7OO2 2，还剩，还剩，还剩，还剩C C2 2HH3 3OO2 2，故应还，故应还，故应还，故应还有一个有一个有一个有一个COOCH3COOCH3结构。结构。结构。结构。第13页例例例例3 3、一化合物分子式为一化合物分子式为一化合物分子式为一化合物分子式为C C1414HH1212，试依据，试依据，试依据，试依据IRIR光谱推断其结构式光谱推断其结构式光谱推断其结构式光谱推断其结构式 。第14页共轭苯环共轭苯环共轭苯环共轭苯环单取代苯单取代苯单取代苯单取代苯第15页 由分子式扣除由分子式扣除由分子式扣除由分子式扣除C C6 6HH5 5部分，即部分，即部分，即部分，即C C1414HH1212CC6 6HH5 5=C=C8 8HH7 7，因，因，因，因为苯不饱和度为为苯不饱和度为为苯不饱和度为为苯不饱和度为4 4，C C8 8HH7 7不饱和度为不饱和度为不饱和度为不饱和度为5 5，说明分子中可能还，说明分子中可能还，说明分子中可能还，说明分子中可能还有一个苯环存在。由有一个苯环存在。由有一个苯环存在。由有一个苯环存在。由C C8 8HH7 7再扣除再扣除再扣除再扣除C C6 6HH5 5，即，即，即，即C C8 8HH7 7-C-C6 6HH5 5=C=C2 2HH2 2，即，即，即，即CH=CHCH=CH，而谱图中无，而谱图中无，而谱图中无，而谱图中无 峰，说明分子完全对称，据此可推断化合物结构式为：峰，说明分子完全对称，据此可推断化合物结构式为：峰，说明分子完全对称，据此可推断化合物结构式为：峰，说明分子完全对称，据此可推断化合物结构式为：第16页例例例例4 4 一化合物分子式为一化合物分子式为一化合物分子式为一化合物分子式为C C8 8HH1010OO，试依据红外光谱，推断，试依据红外光谱，推断，试依据红外光谱，推断，试依据红外光谱，推断其结构。其结构。其结构。其结构。第17页苯环苯环苯环苯环单取代苯单取代苯单取代苯单取代苯由此可推测此化合物结构为：由此可推测此化合物结构为：由此可推测此化合物结构为：由此可推测此化合物结构为：第18页例例例例5 5 一化合物分子式为一化合物分子式为一化合物分子式为一化合物分子式为C C1111HH1212OO2 2，试依据其红外光谱图，推，试依据其红外光谱图，推，试依据其红外光谱图，推，试依据其红外光谱图，推断该化合物结构。断该化合物结构。断该化合物结构。断该化合物结构。第19页单取代共轭苯单取代共轭苯单取代共轭苯单取代共轭苯乙酸酯乙酸酯乙酸酯乙酸酯反式烯烃二取代反式烯烃二取代反式烯烃二取代反式烯烃二取代第20页此化合物结构可能为：此化合物结构可能为：此化合物结构可能为：此化合物结构可能为：第21页例例例例6 6 某一检品，分子式为某一检品，分子式为某一检品，分子式为某一检品，分子式为C C8 8HH7 7N N。红外光谱以下，推断其。红外光谱以下，推断其。红外光谱以下，推断其。红外光谱以下，推断其结构。结构。结构。结构。第22页对双取代苯对双取代苯对双取代苯对双取代苯氰基氰基氰基氰基此化合物结构为：对甲基苯氰此化合物结构为：对甲基苯氰此化合物结构为：对甲基苯氰此化合物结构为：对甲基苯氰第23页例例例例7 7 已知某液体，沸点为已知某液体，沸点为已知某液体，沸点为已知某液体，沸点为203.5203.5，分子式为，分子式为，分子式为，分子式为C C7 7HH9 9N N，测定，测定，测定，测定其红外光谱以下，试推测其结构。其红外光谱以下，试推测其结构。其红外光谱以下，试推测其结构。其红外光谱以下，试推测其结构。第24页间二取代苯间二取代苯间二取代苯间二取代苯依据以上分析，再结合分依据以上分析，再结合分依据以上分析，再结合分依据以上分析，再结合分子式，该未知物结构式为：子式，该未知物结构式为：子式，该未知物结构式为：子式，该未知物结构式为：第25页例例例例8 8 未知物分子式为未知物分子式为未知物分子式为未知物分子式为C C1010HH1212OO，依据其红外光谱推测其结构。，依据其红外光谱推测其结构。，依据其红外光谱推测其结构。，依据其红外光谱推测其结构。对二取代共轭苯对二取代共轭苯对二取代共轭苯对二取代共轭苯第26页异丙基异丙基异丙基异丙基依据分子式，结合以上分析，未知物结构为：依据分子式，结合以上分析，未知物结构为：依据分子式，结合以上分析，未知物结构为：依据分子式，结合以上分析，未知物结构为：第27页例例例例9 9 某化合物分子式为某化合物分子式为某化合物分子式为某化合物分子式为C C8 8HH9 9OO2 2N N，试依据红外光谱推断其结，试依据红外光谱推断其结，试依据红外光谱推断其结，试依据红外光谱推断其结构，要求写出有标号峰振动形式及归属。构，要求写出有标号峰振动形式及归属。构，要求写出有标号峰振动形式及归属。构，要求写出有标号峰振动形式及归属。335033503180318016501650D 1600 G 1460 I 800D 1600 G 1460 I 800E 1550 H 1370E 1550 H 1370F 1500 J 1250F 1500 J 1250第28页仲酰胺仲酰胺仲酰胺仲酰胺苯酚苯酚苯酚苯酚对位取代苯对位取代苯对位取代苯对位取代苯第29页依据以上分析，结合分子式，该化合物结构为：依据以上分析，结合分子式，该化合物结构为：依据以上分析，结合分子式，该化合物结构为：依据以上分析，结合分子式，该化合物结构为：第30页第十三章第十三章第十三章第十三章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法(atomic absorption spectrophotometry)(atomic absorption spectrophotometry)要求：要求：要求：要求：1.1.掌握共振吸收线、半宽度、原子吸收曲线、积分吸掌握共振吸收线、半宽度、原子吸收曲线、积分吸掌握共振吸收线、半宽度、原子吸收曲线、积分吸掌握共振吸收线、半宽度、原子吸收曲线、积分吸收、峰值吸收等基本概念；收、峰值吸收等基本概念；收、峰值吸收等基本概念；收、峰值吸收等基本概念；2.2.掌握原子吸收分光光度法特点；掌握原子吸收分光光度法特点；掌握原子吸收分光光度法特点；掌握原子吸收分光光度法特点；3.3.掌握原子吸收值与原子浓度关系及原子吸收光谱测掌握原子吸收值与原子浓度关系及原子吸收光谱测掌握原子吸收值与原子浓度关系及原子吸收光谱测掌握原子吸收值与原子浓度关系及原子吸收光谱测定原理；定原理；定原理；定原理；4.4.熟悉原子在各能级分布；熟悉原子在各能级分布；熟悉原子在各能级分布；熟悉原子在各能级分布；5 5 熟悉吸收线变宽主要原因；熟悉吸收线变宽主要原因；熟悉吸收线变宽主要原因；熟悉吸收线变宽主要原因；6.6.熟悉原子吸收计基本结构；熟悉原子吸收计基本结构；熟悉原子吸收计基本结构；熟悉原子吸收计基本结构；7.7.了解光谱项及能级图。了解光谱项及能级图。了解光谱项及能级图。了解光谱项及能级图。第31页1.原子吸收分光光度法（原子吸收分光光度法（原子吸收分光光度法（原子吸收分光光度法（atomic absorption atomic absorption spectrophotometryspectrophotometry；AAS AAS）：）：）：）：是依据是依据是依据是依据蒸气蒸气蒸气蒸气相中被测元素基态相中被测元素基态相中被测元素基态相中被测元素基态原子对特征辐射吸收来测定试样中该元素含量方法。原子对特征辐射吸收来测定试样中该元素含量方法。原子对特征辐射吸收来测定试样中该元素含量方法。原子对特征辐射吸收来测定试样中该元素含量方法。2.2.历史：历史：历史：历史：原子吸收光谱发展经历了原子吸收光谱发展经历了原子吸收光谱发展经历了原子吸收光谱发展经历了3 3个发展阶段：个发展阶段：个发展阶段：个发展阶段：概述：概述：概述：概述：1）原子吸收现象发觉*18Wollaston(沃拉斯顿)发觉太阳光谱暗线；*18Fraunhofer（弗朗荷费）深入发觉；*1859年Kirchhoff(克希霍夫)和 Bunson(本生)解释了暗线产生原因：是因为大气层中不一样原子对太阳光选择性吸收结果。第32页太阳光太阳光暗线E基态基态第一激发态第一激发态热能热能第33页2 2）空心阴极灯创造）空心阴极灯创造）空心阴极灯创造）空心阴极灯创造 1955 1955年年年年WalshWalsh发表了一篇论发表了一篇论发表了一篇论发表了一篇论“Application of atomic“Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”absorption spectrometry to analytical chemistry”，处理了原，处理了原，处理了原，处理了原子吸收光谱光源问题，子吸收光谱光源问题，子吸收光谱光源问题，子吸收光谱光源问题，5050年代末年代末年代末年代末 PE PE 和和和和 Varian Varian企业推出了原企业推出了原企业推出了原企业推出了原子吸收商品仪器。子吸收商品仪器。子吸收商品仪器。子吸收商品仪器。空心阴极灯火焰棱镜光电管第34页3 3）电热原子化技术提出：）电热原子化技术提出：）电热原子化技术提出：）电热原子化技术提出：1959 1959年里沃夫提出电热原子化技术，大大提升了原子年里沃夫提出电热原子化技术，大大提升了原子年里沃夫提出电热原子化技术，大大提升了原子年里沃夫提出电热原子化技术，大大提升了原子吸收灵敏度。吸收灵敏度。吸收灵敏度。吸收灵敏度。第35页3.3.原子吸收分光光度法特点：原子吸收分光光度法特点：原子吸收分光光度法特点：原子吸收分光光度法特点：优点：优点：优点：优点：准确度高准确度高准确度高准确度高:火焰法火焰法火焰法火焰法RSD1%RSD1%，石墨炉法，石墨炉法，石墨炉法，石墨炉法RSD3%5%RSD3%5%。灵敏度高：火焰原子吸收法达灵敏度高：火焰原子吸收法达灵敏度高：火焰原子吸收法达灵敏度高：火焰原子吸收法达1010-9-9g/mLg/mL，非火焰法，非火焰法，非火焰法，非火焰法1010-13-13g/mLg/mL。选择性好：抗干扰能力强，普通情况下共存元素不干扰。选择性好：抗干扰能力强，普通情况下共存元素不干扰。选择性好：抗干扰能力强，普通情况下共存元素不干扰。选择性好：抗干扰能力强，普通情况下共存元素不干扰。应用广：可测定应用广：可测定应用广：可测定应用广：可测定7070多个元素（各种样品中）。多个元素（各种样品中）。多个元素（各种样品中）。多个元素（各种样品中）。不足：不足：不足：不足：工作曲线范围窄。工作曲线范围窄。工作曲线范围窄。工作曲线范围窄。通常一个元素一个元素灯，使用不方便。通常一个元素一个元素灯，使用不方便。通常一个元素一个元素灯，使用不方便。通常一个元素一个元素灯，使用不方便。难熔元素、非金属元素及同时测定各种元素还比较困难。难熔元素、非金属元素及同时测定各种元素还比较困难。难熔元素、非金属元素及同时测定各种元素还比较困难。难熔元素、非金属元素及同时测定各种元素还比较困难。第36页第37页