仪器分析实验讲义发送版0507

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