仪器分析实验讲义发送版0507

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1实验一取代基电效应对芳烃吸收带的影响预习提纲1、紫外吸收光谱是由何种跃迁产生的、有哪几种跃迁类型,分为哪几个吸收带?2、什么叫紫外吸收曲线,有何特点?什么叫助色团、发色团,并举例。什么叫助色效应?3、苯的紫外吸收光谱是怎样的?有哪几个吸收带,有何特点?4、影响紫外吸收带的因素有哪些?5、紫外分光光度计的组成有哪几部分?各部分的作用是什么?6、苯胺加入盐酸紫外吸收带会产生什么变化,如何解释这一现象?一、目的要求通过测定几种典型的发色基团取代苯和助色基团取代苯的E2吸收带及B吸收带,掌握取代基的共轭效应和诱导效应对吸收带波长影响的规律,及它们在结构分析中的应用。二、原理取代基对芳烃吸收带的影响与取代基结构、取代基个数、位置有关。研究取代基对芳烃吸收带的影响规律,对确定有机化合物结构具有重要的作用。对于发色团取代的苯,由于含有键的发色团(CC、CO、NO等)与苯相连时,共轭,产生更大的共轭体系,E2带(>104)红移,在200~250nm范围出现;同时B吸收带也产生较大红移。若取代基是含有n电子的发色团,分子除了可以发生*跃迁之外,还可能发生*n跃迁,谱图中还会出现低强度的R吸收带。对于助色团取代苯,由于含有未成键电子对的助色团(-OH,-OR,-NH2,-NR2,-X等)与苯相连时,产生p共轭,使E2带、B带max均红移;B带吸收强度增大,精细结构消失。三、仪器与试剂(1)仪器:紫外分光光度计。(2)试剂:浓度为5.0×10-3mol/L的苯/乙醇溶液;6.0×10-5mol/L的苯甲酸/乙醇溶液;5.0×10-4mol/L的苯胺/乙醇溶液;1mol/L的HCl/乙醇溶液;无水乙醇。四、实验步骤1.用1cm吸收池,以无水乙醇为参比,分别测定苯、苯甲酸、苯胺的乙醇溶液在波长200~340nm区域内的紫外吸收光谱。2.用1cm吸收池,以无水乙醇为参比,测定苯胺的紫外吸收光谱,在苯胺中加入1滴1mol/LHCl/乙醇溶液,再次测定紫外吸收光谱,进行比较。五、数据处理21.分别测定苯、苯甲酸的E2吸收带的max、max,同时观察B吸收带的位置,比较发色团对芳烃吸收带的影响。2.比较苯胺与苯胺盐B吸收带波长与强度的变化。3.根据取代基电效应对以上实验结果作出正确的解释。六、问题讨论1.对上述实验中所列的化合物,如果采用不同极性的溶剂进行测定,吸收带将会有什么变化?2.从苯胺及其盐的紫外吸收带的变化,给你什么启示?有何实际应用价值?图1.1苯、苯甲酸、苯胺及苯胺加盐酸紫外吸收光谱图叠加3实验二紫外分光光度法测定苯甲酸钠的含量(标准曲线法)预习提纲1、什么是朗伯-比尔定律,其表达式、物理含义和适用条件是什么?2、什么是标准曲线,如何绘制标准曲线?绘制标准曲线的目的是什么?3、紫外光度法中测定条件选择什么波长作为检测波长,为什么?4、紫外光度法中选择的吸光度的范围是多少时相对误差最小?5、为什么要用0.04MHCl溶液为参比溶液进行测定?6、考查仪器分析方法优劣的参数有哪些,有何含义?7、影响实验结果的因素有哪些或误差产生的原因有哪些?一、目的1.掌握紫外分光光度计定量操作方法。2.掌握标准曲线法定量计算方法。二、提要标准曲线法定量分析,即用已知量的标准物质,配制一系列浓度的标准溶液,在相同的条件下进行测定,以仪器的响应值(UV-Vis法中为吸光度A)为纵坐标,标准溶液的浓度(C)为横坐标绘制标准曲线。利用此曲线或它的回归方程,可以计算样品溶液中该组分的含量。iibCaA式中a与b分别为标准曲线的截距与斜率。苯甲酸钠的紫外吸收光谱在229nm处有最大吸收。制备系列浓度的苯甲酸钠标准溶液,以229nm为检测波长,测定其吸光度,计算回归方程;可测定苯甲酸钠样品溶液中苯甲酸钠的含量。4图2.1苯甲酸钠的紫外光谱图三、仪器与试剂紫外分光光度计;苯甲酸钠/0.04MHCl储备液(100μg/ml);0.04mol/LHCl水溶液;样品溶液三、方法1检测波长的选择以0.04mol/LHCl溶液为参比溶液,于紫外-可见分光光度计上测定苯甲酸钠标准溶液的吸收光谱(200~320nm),确定苯甲酸钠含量测定的测定波长(λ229nm)。2苯甲酸钠标准曲线的绘制配制浓度为2、4、6、8、10μg/ml苯甲酸钠/0.04MHCl溶液。以0.04mol/LHCl溶液为参比溶液,测定系列浓度的苯甲酸钠/0.04MHCl溶液在229nm处的吸光度,计算其回归方程。3测定以0.04mol/LHCl溶液为参比溶液,测定样品溶液的吸光度值(n=3),根据回归方程计算样品溶液中苯甲酸钠的含量(X,RSD%)。四、思考题1.制备标准曲线的目的是什么?2.为什么要用/0.04MHCl溶液为参比溶液进行测定?5实验三柱色谱法测定氧化铝的活度预习提纲1、柱色谱操作的一般步骤包括哪些。2、从分离机制上讲,色谱法的分类有哪些。3、柱色谱的装柱方法和上样方法有哪些,请描述其操作。4、色谱法的填料有哪些,列举不少于4种,并分别介绍其分离机理。5、简单描述氧化铝活度测定中如何根据染料位置来判断活度级别。6、简述柱色谱法在天然药物化学成分提取分离方面的应用。一、目的熟悉用柱色谱测定氧化铝活度的方法;了解吸附柱层析的一般操作方法。二、提要1.氧化铝的吸附能力等级测定方法较常用的为Brockmann法,观察对多种偶氮染料的吸附情况衡量氧化铝的活度。所采用的染料按吸附性(极性)递增的排列顺序为:偶氮苯(1号)对甲氧基偶氮苯(2号)苏丹黄(3号)苏丹红(4号)对氨基偶氮苯(5号)对羟基偶氮苯(6号)。2.根据上述染料的吸附情况,可将氧化铝的活度分为五级,吸附性能越小,活度级别越大。三、仪器与试剂(1)色谱柱(长10cm,内径1.5cm)1根;带橡皮套的玻璃棒1根;小漏斗1个;10ml量筒2个;精致棉及圆形滤纸若干;(2)六种染料溶液:偶氮苯、对甲氧基偶氮苯、苏丹红、对氨基偶氮苯、对羟基偶氮苯各20mg,分别溶于10ml纯的无水苯中,加入适量石油醚定容至50ml;(3)苯和石油醚混和液(1:4);(4)氧化铝(活度待测)。活度级别染料位置IIIIIIIVV柱上层柱下层流出液21321432543654四、实验步骤1.色谱柱的制备准备1根洁净干燥的色谱管,于管底垫一层精制棉(不要太紧),6垂直夹在滴定台上,然后称取8g待测氧化铝,通过一干燥小漏斗,仔细装入色谱管中,用一带橡皮套的玻璃棒轻轻地均匀地敲打至氧化铝至高度约5cm处,然后在其表面覆一层圆形滤纸。2.氧化铝活度的测定①量取1、2号染料溶液各5ml(预先混匀),加入色谱柱中,待溶液全部通过后,立即以苯和石油醚混和液(1:4)20ml淋洗色谱柱,控制流速为20~30滴/min。②观察和记录色谱柱中染料的颜色和位置,判断氧化铝的活度级别。五、注意事项1.用于配制染料溶液的石油醚及苯必须是无水的。2.精制棉用量要少,要平整,但不要塞得太紧,以免流速过慢。3.色谱柱必须具有均匀的紧密度,表面应力求水平,染料溶液应小心地加入,勿使氧化铝表面受到扰动。4.倒入染料时,注意先把活塞打开,以利于空气排出。5.流出液用小烧杯收集,倒入回收瓶中。6.整个实验必须无水操作。六、思考题1.根据各染料的结构,说明极性递增和递减的顺序。2.如果加入2号、3号染料,色谱管流出液为无色,柱下层为淡黄色,柱上层为橙黄色,此氧化铝为几级?注:定级所用的染料编号、名称、结构及其溶液颜色如下:1号偶氮苯NN淡黄色2号对甲氧基偶氮苯NNOCH3黄色3号苏丹黄NNHO橙色4号苏丹红NNNHO紫红色5号对氨基偶氮苯NNNH3黄色6号对羟基偶氮苯NNOH黄色7实验四纸色谱法分离分析有机酸预习提纲1、纸色谱按照分离机制去分类属于那种色谱方法?固定相是什么?2、根据酒石酸和羟乙酸的结构,推测哪个Rf值大,哪个Rf值小,为什么?3、影响纸色谱Rf值的因素有哪些?4、显色前为什么一定要把色谱纸吹至无酸味?5、色谱筒和色谱纸为什么要用展开剂饱和?6、纸色谱的操作步骤有哪些?各步骤的注意事项?一、目的1.掌握纸色谱的操作方法。2.了解纸色谱法在分离鉴定方面的应用。二、提要酒石酸COOHCH(OH)CH(OH)COOH和羟乙酸COOHCH2(OH)由于结构上差异,可用纸色谱法分离鉴定。展开剂用正丁醇-醋酸-水(12:3:5),显色剂用0.04%溴酚蓝/乙醇溶液。三、仪器与试剂(1)色谱筒(高22cm,内径5.5cm)1只;培养皿(Ф12cm);三角喷瓶1只;点样毛细管;色谱滤纸若干;电吹风1只;(2)有机酸:2%酒石酸、2%羟乙酸、混和酸(酒石酸、羟乙酸2%),均为乙醇溶液;显色剂:0.04%溴酚蓝的乙醇溶液。(3)展开剂:正丁醇-醋酸-水(12:3:5)四、操作步骤1.条形(1)点样:取色谱滤纸(3.5cm×15cm)一条,在距纸的一端2~3cm处,用铅笔画一横线作为起始线,距离起始线6cm处划一横线。在起始线分别点样(酒石酸、羟乙酸、混和酸),点间距离约为1.2cm。待干后,再点第二次,一般每个样点2次即可,点的直径约为0.2~0.3cm。(2)展开:在色谱筒中放入展开剂20ml,将点好的色谱纸悬空吊在密闭色谱筒的挂8钩上,饱和10min。再小心将挂钩往下推动,直至点有样品的一端浸入展开剂中约0.5cm处,展开。待展距(展开剂前沿离起始线)6cm左右时取出(大约80min),立即用铅笔划下溶剂前沿,并用电吹风吹干,直至无酸味(可用热风吹5min左右)。(3)显色:在色谱纸上喷以显色剂―0.04%溴酚蓝的乙醇溶液,用铅笔标出斑点的位置,并记录斑点的颜色。(4)定性:分别测量Rf值,并进行对照。2.圆形(1)点样:剪一比培养皿直径大0.5cm的圆形色谱滤纸,在中心划一十字,在距十字中心1.0cm处分别做一标记,每一标记处点一种样品,一般点样2次(点样方法同上)。(2)展开:在培养皿内放入展开剂10ml,卷一纸芯插在圆形色谱滤纸中间(十字中心),并将纸芯垂直浸入展开剂中展开。待展开剂前沿离原点4~4.5cm时取出(大约50~60min),立即划下溶剂前沿,并用电吹风吹干,直至无酸味(可用热风吹5min左右)。(3)显色:同上。(4)定性:同上。五、注意事项1.色谱纸要平整,不得沾污,点样时可在下面垫一白纸。2.条形色谱纸要挂垂直;圆形色谱纸要放水平,纸芯要放垂直。3.显色前必须把整张色谱吹干,直到无酸味为止。4.铅笔、直尺自备。不准用钢笔或圆珠笔在色谱纸上做记号。六、思考题1.根据酒石酸和羟乙酸的结构,推测哪个Rf值大,哪个Rf值小,为什么?2.影响纸色谱Rf值的因素有哪些?3.显色前为什么一定要把色谱纸吹至无酸味?4.色谱筒和色谱纸为什么要用展开剂饱和?9上行(条形)展开实验结果水平(圆形)展开实验结果图3.1酒石酸、羟乙酸的纸色谱展开图10实验五薄层色谱法分离分析混合染料预习提纲1、本次实验属于什么分离机理?从操作模式上,属于什么色谱类型?2、本次实验的固定相是什么?在分离中,组分的Rf值与其极性之间的关系如何?3、在固定相不变的情况下,流动相极性的变化会如何影响组分的Rf值?4、TLC实验中,饱和的作用是什么?5、色谱定性的方法有哪些?TLC实验中定性的参数是什么?一、目的掌握薄层硬板的制备方法;熟悉薄层色谱一般操作;掌握薄层色谱定性方法。二、仪器与试剂(1)仪器:层析槽、玻璃板、毛细管、量筒、台秤;(2)硅胶G、羧甲基纤维素钠(CMC-Na0.5%)、苯;(3)3.0mg/ml对羟基偶氮苯①,3.0mg/ml对氨基偶氮苯②,2.0mg/ml二甲黄③,1.5mg/ml苏丹Ⅲ④;(4)混和染料⑤。三、提要1.TLC一般操作样品溶剂显色剂纯制制板→→→点样→→→展开→→→检出→→→定量2.定性:比较组分的Rf、Rst及斑点的颜色。3.分离效率评价:计算相邻斑点的分离度。2112)(2WWLLRsL:斑点与原点之间的距离W:斑点的直径4.定量:薄层扫描法四、方法1.制板:称取硅胶3.5g于研钵中,加CMC-Na溶液10ml,研磨成均匀的糊状,倒在清洁的玻

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