第二章_红外吸收光谱法_PPT_.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 红外吸收光谱法,红外吸收光谱法的基本原理,基团频率和特征吸收峰,红外光谱仪,红外光谱法的应用,实验技术,红外吸收光谱法：,利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收特性来分析分子中有关基团结构的定性、定量信息的分析方法。,红外吸收光谱分析概述,一、红外光的分区,红外线,：波长在,0.76500m(1000m),范围内的电磁波称为红外线。,近红外区：,0.782.5m,（,12820-4000cm,-1,）,OH,和,NH,倍频吸收区,中红外区：,2.525m,（,4000-400cm,-1,）,基团的基频振动、伴随转动光谱,远红外区：,25500m,（,400-20cm,-1,）,纯转动光谱,二、红外光谱的作用,1,可以确定化合物的类别（芳香类）,2,确定官能团：,例：,CO,，,C,C,，,CC,3,推测分子结构（简单化合物）,4,定量分析,分子中基团的振动和转动能级跃迁产生的吸收光谱。,红外光谱也称分子的振、转动光谱。,2.1,红外光谱法的基本原理,E,1,E,0,0,1,2,1,J,0,2,3,J,0,2,3,1,J,0,2,3,1,J,0,2,3,1,分子振动吸收光谱,分子转动吸收光谱,m,m,红外光谱主要由分子的振动能级跃迁产生,分子的振动能级差远大于转动能级差,分子发生振动能级跃迁必然同时伴随转动能级跃迁,作用：,有机化合物的结构解析的重要工具，根据有机化合物红外特征吸收频率，确定化合物结构中基团；也可依据特征峰的强度变化进行定量分析。,一双原子分子的振动,双原子分子,A-B,近似看作谐振子,两原子间的伸缩振动,近似看作简谐振动,1.,双原子分子的简谐振动,2,振动频率,根据经典力学的虎克定律：,k,-,化学键的力常数,(,达因,),，,与键能和键长有关；,-,双,原子的折合质量,:,=,m,1,m,2,/(,m,1,+,m,2,),k,-,化学键的力常数,(N/cm),，,与键能和键长有关；,-,双原子的,折合原子量,:,=,M,1,M,2,/,（,M,1,+,M,2,）。,增大,v,减少,k,增大,v,增大,例,1,:,由表中查知,C=C,键的,k,=9.5,9.9,(N/cm),令其为,9.6,计算正己烯中,C=C,键伸缩振动频率，,实测值为,1652 cm,-1,例,2,:,由表中查知,H-,Cl,键的,k,=4.8,计算波数值正己烯中,H-,Cl,键伸缩振动频率实测值为,2892.6 cm,-1,(N/cm),实验值：,2885.9cm,-1,C-C C=C,CC,相同,:,1429 cm,-1,1667 cm,-1,2222cm,-1,C-C C-N,C-O,1429 cm,-1,1330 cm,-1,1280cm,-1,k,相近,:,发生振动能级跃迁需要能量的大小取决于键两端原子的折合质量和键力常数，即取决于分子的结构特征。,某些键的伸缩力常数（毫达因,/,埃）,键,分子,k,H-F,HF,9.7,H-,Cl,HCl,4.8,H-Br,HBr,4.1,H-I,HI,3.2,H-O,H,2,O,7.8,H-S,H,2,S,4.3,H-N,NH,3,6.5,H-C,CH,3,X,4.75.0,化学键键强越强（即键的力常数,k,越大）原子折合质量越小，化学键的振动频率越大，吸收峰将出现在高波数区。,键,分子,k,H=C,CH,2,=CH,2,5.1,H C,CH CH,5.9,C-,Cl,CH,3,Cl,3.4,C-C,4.55.6,C=C,9.59.9,CC,1517,C-O,1213,C=O,1618,二、多原子分子振动,1,振动的基本类型,对称性伸缩振动,V,S,反对称性伸缩振动,V,aS,面内变形振动,面外变形振动,变形振动,振动类型,非平面摇摆,扭曲振动,剪式振动,S,平面摇摆,伸缩振动,伸缩振动的,k,比变形振动,k,大；因此伸缩振动出现在红外吸收光谱的高波数区，变,形,振动出现在红外吸收光谱的低波数区。,（,1,）,伸缩振动,指键长沿键轴方向发生周期性变化的振动,对称伸缩振动,：,键长沿键轴方向的运动同时发生,反称伸缩振动,：,键长沿键轴方向的运动交替发生,（,2,）变形振动：,指键角发生周期性变化、而键长不变的振动,面内弯曲振动,：,弯曲振动发生在由几个原子构成的平面内,剪式振动,：,振动中键角的变化类似剪刀的开闭,面内摇摆振动,：,基团作为一个整体在平面内摇动,面外弯曲：,弯曲振动垂直几个原子构成的平面,面外摇摆,：,两个,X,原子同时向面下或面上的振动,扭曲,：,一个,X,原子在面上，一个,X,原子在面下的,振动,2,简谐振动的数目,对于由,N,个原子组成的分子：,3N=,平动自由度,+,转动自由度,+,振动自由度,x,y,z,由,N,个原子组成的分子：,平动自由度,=3,振动自由度,=3N-,平动自由度,-,转动自由度,由,N,个原子组成的线形分子：,转动自由度,=2,由,N,个原子组成的非线形分子：,转动自由度,=3,线 形 分 子：,振动自由度,=3N-5,非线形分子：,振动自由度,=3N-6,二、红外光谱产生的条件,(2),辐射与物质间有相互偶合作用，产生偶极钜的变化,(1),辐射能应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；,辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；,没有偶极矩变化的振动跃迁，无红外活性：,如：单原子分子、同核分子：,He,、,Ne,、,N,2,、,O,2,、,Cl,2,、,H,2,等。,没有红外活性,。,如：对称性分子的非对称性振动，有偶极矩变化的振动跃迁，,有红外活性,。,如：非对称分子：有偶极矩，红外活性。,q:,分子中正负电荷中心的电荷,d:,两中心之间的距离,偶极子：,由于构成分子的各原子因价电子得失电子的难易程度不同，而表现出不同的电负性，分子也因此显出不同的极性，称为偶极子。,偶极钜,：用来描述分子极性的大小。,例如：,苯的简谐振动的自由度,=3*12-6=30,；再考虑到倍频、组频、差频、振动的耦合与费米共振等，产生的红外吸收峰应该非常多。,实际上大多数红外吸收光谱图上的吸收峰数目小于理论数目。,为什么？,存在没有偶极矩变化的振动模式，不产生红外吸收,存在能量简并态的振动模式，相同频率的振动峰重叠,仪器的分辨率分辨不出的振动模式,振动吸收的强度小，检测不到,某些振动模式所吸收的能量不在中红外光谱区。,四、红外光谱的表示方法：,红外光谱以,T,或,T,来表示，下图为苯酚的红外光谱。,T(%),T,曲线,前疏后密,T,曲线,前密后疏,第二节 基团频率和特征吸收峰,一、基团频率,通过对大量标准样品的红外光谱的研究，处于不同有机物分子的同一种官能团的振动频率变化不大，即具有明显的特征性。,这是因为连接原子的主要为价键力，处于不同分子中的价键力受外界因素的影响有限！即各基团有其自已特征的吸收谱带。,这种能代表基团存在，并有较高强度的吸收谱带称为,基团频率,二、红外光谱区域的划分,红外光谱的工作范围一般是,4000400cm,-1,常见基团都在这个区域内产生吸收带。,1.,基团频率区（,40001300cm,-1,）,（,1,）,X-H,伸缩振动区：,4000-2500cm,-1,（,2,）叁键及累积双键区,（,25001900cm,-1,）,（,3,）双键伸缩振动区,（,19001200cm,-1,）,C,指纹区可以表示整个分子的特征，用来鉴别烯烃的取代程度、提供化合物的顺反构型信息；确定苯环的取代基类型等。,2.,指纹区,1300cm,-1,400cm,-1,（,1,）,1300900cm,-1,区域,主要是单双键的伸缩振动,（,2,）,900400cm,-1,区域,主要是一些重原子和一些基团的变形振动频率区,在红外分析中，通常一个基团有多个振动形式，同时产生多个谱峰（基团特征峰及指纹峰），各类峰之间相互依存、相互佐证。通过一系列的峰才能准确确定一个基团的存在。,烷烃,1.C-H,伸缩振动,2.C-H,弯曲振动,3.C-C,骨架振动,三、常见官能团的特征吸收频率,（一）脂肪烃类化合物,4,）甲基与芳环或杂原子相连：,烯烃,1,C-H,振动,2,C=C,骨架振动,顺式,反式,取代基完全对称时，峰消失,3,发生,-,共轭或,n-,共轭,共轭效应将使,吸收峰位移向低波数区,10,30cm,-1,炔烃,1,C-H,振动,2,CC,骨架振动,取代基完全对称时，峰消失,（二）芳香族化合物,1,芳氢伸缩振动,2,芳环骨架伸缩振动,确定苯环存在,3,芳氢弯曲振动,判断苯的取代形式,单取代,双取代,邻取代,对取代,间取代,多取代,1.,单取代,(,含,5,个相邻,H),2.,双取代,邻取代,（,4,个相邻,H,）,间取代,（,3,个相邻,H,，,1,个孤立,H,）,对取代,（,2,个相邻,H,）,3.,多取代,苯衍生物的红外光谱图,（三）醇、酚、醚,1,O-H,伸缩振动：,2,C-O,伸缩振动：,醇、酚,注：酚还具有苯环特征,醚,1,链醚和环醚,2,芳醚和烯醚,（四）羰基化合物,1,酮,2,醛,3,酰氯,酮、醛、酰氯,共轭效应使吸收峰,低波数区,环酮：环张力,，吸收峰,高波数区,共轭效应使吸收峰,低波数区,双峰原因,费米共振,诱导效应使吸收峰,高波数区,峰位排序：酸酐,酰卤,羧酸,（游离）,酯类,醛,酮,酰胺,1,羧酸,2,酯,3,酸酐,羧酸、酯、酸酐,（五）含氮化合物,胺,特征区分,酰胺,特征区分,注,:,共轭,诱导,波数,示例,硝基,腈,四、影响基团频率的因素,基团频率主要由化学键的力常数决定。但分子结构和外部环境因素也对其频率有一定的影响。,（,一,）内部因素,1.,电子效应：,引起化学键电子分布不均匀的效应。,诱导效应,：取代基电负性,静电诱导,电,子分布改变,k,增加,特征频率增加（移向高波数）。,共轭效应,：电子云密度均化,键长变长,k,降低,特征频率减小（移向低波数）。,当诱导与共轭两种效应同时存在时，振动频率的位移和程度取决于它们的净效应。,2.,氢键效应,（,X-H,）,形成氢键使电子云密度平均化（缔合态），使体系能量下降，基团伸缩振动频率降低，其强度增加但峰形变宽。,如羧酸,RCOOH(,C=O,=1760cm,-1,，,O-H,=3550cm,-1,);,(RCOOH),2,(,C=O,=1700cm,-1,，,O-H,=3250-2500cm,-1,),如乙醇：,CH,3,CH,2,OH,（,O=H,=3640cm,-1,）,(CH,3,CH,2,OH),2,（,O=H,=3515cm,-1,）,(CH,3,CH,2,OH),n,（,O=H,=3350cm,-1,）,3.,振动耦合,（,Coupling,）,当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二（高频和低频）。如羧酸酐分裂为,C=O,（,as,1820,、,s,1760cm,-1,）,1.,物质状态及制样方法,通常，物质由固态向气态变化，其波数将增加。如丙酮在液态时，,C=O,=1718cm,-1,;,气态时,C=O,=1742cm,-1,，,因此在查阅标准红外图谱时，应注意试样状态和制样方法,。,2.,溶剂效应,极性基团的伸缩振动频率通常随溶剂极性增加而降低。如羧酸中的羰基,C=O,：,气态时：,C=O,=1780cm,-1,非极性溶剂：,C=O,=1760cm,-1,乙醚溶剂：,C=O,=1735cm,-1,乙醇溶剂：,C=O,=1720cm,-1,因此红外光谱通常需在非极性溶剂中测量。,（二）外部因素,第三节 红外吸收光谱仪,一、,色散型,红外吸收光谱仪的基本组成,光源,单色器,吸收池,样品,检测器,数据处理和仪器控制,参比,切光器（斩波器）,检测器,光源,单色器,吸收池,数据处理,仪器控制,1,组成结构框图,硅碳棒,光源,硅碳棒,参比,切光器（斩波器）,光源,硅碳棒,单色器,吸收池,样品,检测器,数据处理和仪器控制,参比,切光器（斩波器）,光源,硅碳棒,1,光源,目前，中红外光区最常用的红外光源是：,硅碳棒,和,能斯特灯,。,(1),硅碳棒,(,Globar,),硅碳棒是由,SiC,加压在,2000,0,K,烧结而成,供电电流：,45A;,工作温度：,12001500,0,C;,使用寿命：,1000h.,3,30mm,、,3.64.6,发光体,7,27mm,(2),能斯特灯,(,Nernst,Lamp),主要成分：,氧化锆,(75%),、氧化钇、氧化钍等，并含有少量的氧化钙、氧化钠、氧化镁等,.,供电电流,：,0.51.2A;,工作温度,：,13001700,0,C;,使用寿命,：,2000h.,1,2,25mm,电阻的温度系数为负值：,室温下：,非导体,;,500,0,C,：,半导体,;,700,0,C,：,导体,;,需要预热,700,0,C.,+,-,+,-,不要预热,能斯特灯是由稀土金属氧化物烧结的空心棒或实心棒。,2,单色器,(1),中红外光谱区的透光材料,2.525,m,4000400 cm,-1,平面衍射光栅,线色散率,聚光本领,分辨率,第一代,色散型,棱镜（,NaCl,晶体）,1947,年,3,样品池,材料,名称,化学,组成,氯化钠,NaCl,溴化钾,KBr,碘化铯,CsI,KRS-5,TlBr+TlI,氯化银,AgCl,氟化钙,CaF,2,氟化钡,BaF,2,第二代,色散型,衍射光栅,196070,年,第三代,色散型,衍射光栅,+,计算机,非色散型,干涉型,+,傅立叶变换,70,年代以后,第四代,激光红外光谱仪,透光范围,cm,-1,m,5000625,216,5000400,225,5000,165,261,5000,250,240,5000435,223,50001110,29,5000830,212,水中溶解度,(g/100ml),35.7(0,0,C),53.5(0,0,C),44.0(0,0,C),0.02(20,0,C),不溶,0.0016(20,0,C),0.17(20,0,C),折射率,1.54,1.56,1.79,2.37,2.0,1.43,1.46,(2),近红外光谱区的透光材料：,石英、玻璃,(3),远红外光谱区的透光材料：,KRS-5,、,聚乙烯膜或颗粒,(4),样品池的类型：,固定池、可拆池、可变厚度池、微量池、气体池,固定池,可拆池,气体池,橡胶垫,窗片,前后框架,汞剂化铅间隔片,样品进、出口,前后框架,窗片,橡胶垫,汞剂化铅间隔片,窗片,试样气体,气泵,4,检测器,红外吸收光谱仪的检测器主要有：,高真空热电偶,、测热辐射计、,热释电检测器,、,光导电检测器,等。,(1),高真空热电偶,用两种不同温差电动势的金属制成热容量很小的结点，装在涂黑的接收面上,(0.20.42mm),；,接受面吸收红外辐射后引起结点的温度上升，温差电动势同温度的上升成正比，对电动势的测量就相当于对辐射强度的测量；,为了提高灵敏度，热电偶密封在酚,10,-5,mm Hg,的真空容器内；,热电偶的时间常数大，,0.05sec,，,不适合于快速扫描的过程。,+,-,热辐射,某些物质的单晶存在一个轴向，沿着这个轴向存在有永久电偶极矩，如果沿垂直与轴向的方向切开，其表面将存在电荷分布，但这种效应通常较少观察到。,当它接受红外辐射后温度升高，,TGS,表面的电荷减少，相当于释放了电荷，此时形成一个明显的外电场变化,。,通过外电场大小的检测，就可以反映出偶极矩的温度效应，这种效应称为：,热释电效应,。,这种效应与入射光的性质与强度有关，因此可以用来检测红外辐射。,特点：,响应速度快、噪音小；可以用于快速干涉扫描。,常用的单晶与混晶：,TGS,(,硫酸三酐酞,),、,DTGS,(,氘代硫酸三酐酞,),LATGS,(L-,丙氨酸,TGS),、,DLATGS,(,氘代,L-,丙氨酸,TGS),(2),热释电检测器,TGS,电极,前置放大器,反面镀金,正面镀铬,半透明,中间,TGS,单晶,硫酸三酐酞,(NH,2,CH,2,COOH),3,H,2,SO,4,TGS,二、傅里叶变换红外吸收光谱仪简介,1,组成结构框图及工作原理,检测器,迈克尔逊干涉仪,吸收池,数据处理,仪器控制,光源,傅里叶变换,干涉图,Fourier Transform Infrared Spectrometer,FT-IR,分束器,红外吸收光谱图,2.,基本原理,FTIS,的原理：光源发出的入射光干涉器光束分裂器两束光经过不同路径后两光束产生光程差发生干涉现象再聚集到检测器进行检测。,在干涉光的光路上,放置试样,试样吸收了其中某些频率的能量,干涉图的强度曲线发生变化,干涉图经过计算机采集,快速傅立叶变换,得到吸光度或透光率随波长或波数变化的,IR,谱图。,3,傅里叶变换红外吸收光谱仪的特点,由于傅里叶变换红外吸收光谱仪可以在任何测量时间内获得辐射源所有频率的所有信息，同时也消除了色散型光栅仪器的狭缝对光谱通带的限制，使光能的利用率大大提高，因此具有许多优点。,测量时间短：,在不到一秒钟的时间内可以得到一张谱图，比色散型光栅仪器快数百倍；可以用于,GC-IR,联用分析。,分 辨 率 高：,波数精度达到,0.01cm,-1,。,测定光谱范围宽：,1000010cm,-1,11000,m,。,测量精度高：,重复性可达,0.1%,。,杂散光小：,小于,0.01%,。,灵敏度高：,在短时间内可以进行多次扫描，多次测量得到的信号进行累加，噪音可以降低，灵敏度可以增大，,10,-9,10,-12,g,。,一、定性分析,1,已知物及其纯度的定性鉴定,在得到样品的红外谱图后，与纯物质的红外谱图对照比较，如果各吸收峰的位置与强度基本一致，就可以认为样品就是该种物质。,红外吸收峰对于手性异构体、烷基链的长度区别不是很明显。,红外光谱标准谱图集,Sadtler,标准红外光谱集,.,到,1974,年为止，共收集了,47000,种化合物的红外吸收光谱,分子光谱文献“,DMS(Documentation of Molecular Spectroscopy),穿孔卡片，由美国和西德联合编制。,“,API”,红外光谱资料，由美国石油研究所“,API”,编制。到,1971,年为止，共收集了,3064,种化合物的红外吸收光谱,红外计算机谱图库：数万张各种类别物质的谱图，可以自动检索。,第四节 红外吸收光谱法的应用,2,未知物结构的测定,准备工作：,充分收集与运用与样品有关的资料与数据,样品的来源、外观、纯度,样品的元素分析结果,样品的物理性质：分子量、沸点、熔点、折光率等,结构的测定基本步骤,：,确定未知物的不饱和度：,根据样品的元素分析结果得到未知物的分子量与化学式计算未知物的不饱和度,注意：二价的,O,、,S,不参与计算,U,=0,分子呈饱和状态；,U,=1,分子含一个双键或一个饱和环；,U,=2,分子含一个三键、或两个双键、或两个饱和环、或一些组合；,U,=3,。,U,=4,分子含三个双键和一个饱和环,-,苯、或以上组合。,谱图解析,确定分子所含基团或键的类型,推定分子结构：分子式,分子结构的验证,例,1,：,化合物的分子式为,C,6,H,14,，,IR,光谱图如下如下，试推断其可能的分子结构结构。,773,1378,1461,2874,2926,2956,2963,饱和,-CH,3,、,CH,2,对称与反对称,伸缩振动,亚甲基弯曲振动,甲基弯曲振动,乙基,CH,2,的平面摇摆振动,不存在,v,C,-,C,=1770,5cm,-1,(s),1175,1140cm,-1,(s),双峰强度相近,n,4,722cm,-1,U,=1+6+(0-14)/2=0,例,2,：,化合物的分子式为,C,8,H,14,，,IR,光谱图如下如下，试推断其可能的分子结构结构。,U,=1+8+(0-14)/2=2,末端炔,C-H,伸缩振动,3300cm,-1,末端炔,C-H,面外变形振动,625cm,-1,CC,伸缩振动,2100cm,-1,-CH,3,面外变形振动,1370cm,-1,n4,720cm,-1,-CH,2,-,面外变形振动,1470cm,-1,饱和与不饱和,CH,伸缩振动,辛炔,-1,例,3,：化合物的分子式为,C,3,H,6,O,，,IR,光谱图如下如下，试推断其可能的分子结构结构。,U=1,921,995,1028,1424,1646,1848,2866,2914,2985,3086,3329,末端亚甲基弯曲振动,Vc-o,V,C=C,OH,伸缩振动,甲基变形振动,921,的倍频,饱和与不饱和,-CH,3,、,CH,2,对称与反对称,伸缩振动,例,4,：,化合物的分子式为,C,8,H,8,O,，,IR,光谱图如下如下，试推断其可能的分子结构结构。,U=5,单取代苯,甲基酮,691,761,1265,1360,1446,1595,1685,2924,3005,3062,苯环,V,C=C,甲基弯曲振动,甲基酮的特征,C=0,共轭酮,饱和与不饱和,-CH,3,、,CH,2,对称与反对称,伸缩振动,二、定量分析,1.,红外光谱定量分析的理论依据,理论依据,与紫外,-,可见分光光度法相同，是依据光吸收定律（朗伯比耳定律），即,A,=,bc,或,A,=,abc,；,2.,吸收度的测量由红外光谱中的测量峰测出入射光强度,Io,及透射光强度,It,，求出吸收度,A,测量,Io,、,It,的方法有一点法和基线法两种,一点法。当背景吸收较小，可以忽略不计，吸收峰对称且无其它吸收峰影响时，可用一点法测量,Io,、,It,，方法如图所示。,基线法。背景吸收较大不可忽略，有其它峰影响使测量峰不对称时，可用基线法测量,Io,、,It,。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,Io,，以峰最大处确定,It,，如图所示,。,3.,定量分析基本方法,有标准曲线法、混合组分联立方程求解法及比例法及补偿法等。前两法与紫外可见分光光度法相同，不再重述。,比例法。,标准曲线法要求测试样品和标准样品都使用相同厚度的吸收池，且其厚度能准确测量，如果其厚度不定或不易准确测量，可采用比例法。,比例法主要用于只有两组份（或三组份）混合物样品的分析。选择两组份各一个互相不受干扰的吸收峰作为测量峰。,设两组分的浓度分别为,C,1,、,C,2,，,如果,C,用质量百分数或摩尔分数表示，则,C,1,C,2,1,。,根据吸收定律，则有,A,1,a,1,bc,1,A,2,a,2,bc,2,差示法。差示法又称补偿法，是在双光束红外分光光度计的参比光路中，加入混合试样中对被测物质有干扰的组分，从而抵消其对被测组分的干扰。,例如，某混合试样,a,中有主要组分,b,和被测组分,c,，其红外光谱如图所示，,b,对,c,的测量有严重干扰。比较试样,a,和纯物质,b,两光谱，可见仅在,A,、,B,处显示微小差别，此为,b,、,c,叠加的结果。如果将,b,组分加入参比光路中，并仔细调节光程厚度，可使其完全补偿试样光路中,b,的吸收，即可获得,c,组分的纯光谱（图中,c,曲线）。再由标准曲线求组分,c,的含量。,4.,应用上的局限性,由于红外光谱法定量分析上有如下的固有缺点，准确度、灵敏度较低，所以在应用意义上不如紫外可见分光光度法。,光谱复杂，谱带很多，测量谱峰容易受到其它峰的干扰，容易导致吸收定律的偏差；,红外辐射能量很小，强度很弱，摩尔吸光系数,很小，灵敏度很低，只能作常量的分析；,测量光程很短，吸收厚度（,b,）难以测准，样品池受到的影响因素多，参比不够准确。因此准确度较差；,必须绘出红外吸收曲线，才能测量透射率（,T,）或吸光度（,A,）。,第五节 实验技术,一,.,红外光谱法,对试样的要求,1,）试样应为“纯物质”（,98%,），通常在分析前，样品需要纯化；,对于,GC-FTIR,则无此要求。,2,）试样不含有水（水可产生红外吸收且可侵蚀盐窗）；,3,）试样浓度或厚度应适当，以使,T,在合适范围。,二、制样的方法,1.,液体样本,2.,气体样本,3.,固体样本,（一）、液体样品,用溶剂,CS,2,、,CCl,4,、,CHCl,3,等溶解吸收很强的液体后，再液膜法进行测定。主要起稀释作用。,注意：,溶剂化效应、溶剂自身的红外吸收峰。,液膜,0.015 mm,以下时，可以借助窗片的附着力，使其自然形成液膜。,1,样品池的类型,固定池、可拆池、可变厚度池、微量池,2,液体样品的制备,(1),液膜法,固定池：用于易挥发性液体的测定。,可拆池：用于高沸点、粘稠型液体的测定,液膜厚度的选择：,脂肪族碳氢化合物,0.02mm,卤化物、芳香族化合物,0.01mm,含氧、氮的有机物,0.005mm,含硅、氟的有机物,0.03mm,(2),溶液法,窗片,试样气体,气泵,（二）、气体样品,气体、蒸气压高的液体、固体或液体分解所产生的气体，都可以用气体池测定。,对于含量较低的气体还可以采用多重反射气体池进行测定。,窗片,（三）、固体样品,1,压片法,KCl,、,KBr,在加压下呈现所谓冷胀现象并变为可塑物，在中红外光区完全透明，因此常用作固体样品的稀释剂。,稀释剂的比例：,样品,/,稀释剂,1/100,稀释剂的要求：,纯度高、粒度小于,2.5m,、,不含水分。,油压机压力：,510,10,7,Pa(510t/cm,2,),；,加压同时要抽去空气。,光散射现象较严重,3,薄膜法,(10,50m),熔 融 法：,对于熔点较低，而且热稳定性好的样品，可以采用此法。,常用于高分子有机化合物的测定。,2,糊状法,选取与试样的折射率相近的液体分散介质与固体粉末混合研磨制成糊膏，然后用液体池进行测定。减少了光散射现象。,固体有机化合物的折射率一般在,1.51.6,。,常用的液体分散介质：,液体石蜡油,(,n,d,=1.46),、,六氯丁二烯,(,n,d,=1.55),、,氟化煤油,这些液体分散介质自身也有各自的吸收峰。,溶液成膜法：,将试样溶解于沸点较低的溶剂中，然后将溶液分布在成膜介质（水银、玻璃、塑料、金属板,),上，让溶剂蒸发后形成试样膜,。,固定池、可拆池、可变厚度池、微量池、气体池,固定池,可拆池,气体池,橡胶垫,窗片,前后框架,汞剂化铅间隔片,样品进、出口,前后框架,窗片,橡胶垫,汞剂化铅间隔片,窗片,试样气体,气泵,