(KBr壓片法)
一、 實驗目的
1、學習用紅外吸收光譜進行有機化合物的結構分析。
2、掌握KBr壓片法測定固體試樣的方法。
3、熟悉傅里葉紅外分光光度計的工作原理及其使用方法。
二、儀器與試劑
1、 儀器:iS5 傅里葉變換紅外光譜儀(美國Thermo Fisher Nicolet) 一臺
ID1Transmission 附件
DF-4型壓片機(天津港東) 一臺
HF-12壓片模具(天津港東) 一套
瑪瑙研缽 一個
2、 試劑:KBr(A.R.);乙酰胺(CH3CONH2)(A.R.)
三、Thermo Fisher Nicolet IS5傅里葉變換紅外分光光度計工作原理
光源:Ever-GloTM長壽命空冷光源
干涉儀:VECTRATM磁浮式干涉儀
檢測器:DTGS
四、實驗原理
具有紅外活性的化合物分子中含有共價鍵,這些共價鍵在不停地進行著伸縮和彎曲振動,其振動頻率由所含原子的質量和連接它們的化學鍵的種類決定。分子的各種振動頻率與紅外光的頻率在同一范圍。當某一振動頻率恰好等于紅外光的某一頻率時,這一頻率的紅外光被分子吸收,結果分子振動的振動幅度隨之增大。由于分子獲得的光能立即以熱能形式失去,所以吸光的逆過程不存在。這樣就得到了紅外光譜。具有相同化學鍵的原子基團,其基本振動頻率吸收峰(簡稱基頻峰)基本上出現在同一頻率區域內,但又有所不同,這是因為同一類型原子基團,在不同化合物分子中所處的化學環境有所不同,使基頻峰頻率發生一定移動。因此,紅外活性的化合物不同時,可產生不同的紅外光譜,從而可用標準物對照或和標準圖譜查對法來進行化合物的定性分析。也可由試樣的紅外光譜圖找出主要吸收峰的歸屬,即屬于那種化學鍵的什么振動類型,從而確定化合物分子的結構單元,最終確定其結構。
五、實驗內容
1、KBr壓片法測定乙酰胺
(1)純KBr晶片的制作 取KBr150mg左右,置于潔凈的瑪瑙研缽中,充分研細至顆粒粒度約2mm,然后轉移到壓片模具上,放好各部件后,把呀片模具置壓片機中央,并旋轉壓力絲桿手輪,壓緊壓模,順時針旋轉放油閥到底,上下移動壓把,加壓開始,當壓力加到20MPa時,停止加壓,維持2min ,反時針旋轉放油閥,加壓解除,旋松壓力絲桿手輪,取出壓模,即可得到透明的KBr晶片,放到試樣架上,插到樣槽的合適位置中,,用于儀器采集背景。也可以空氣為背景。
(2)乙酰胺試樣的制作 取干燥的乙酰胺試樣1-2mg置瑪瑙研缽中,充分研細,再加入150mgKBr,研磨至完全混勻,顆粒粒度約為2mm。取出混合物裝入壓模內,置于壓片機上,20MPa壓力下壓制2min,制成透明試樣薄片。
(3)試樣的測定 將試樣薄片裝在試樣架上,插入紅外光譜儀試樣池的光路中,采集透射光譜。
(4)采集結束后,取出試樣架,取出薄片,按要求將模具、試樣架等擦凈收好。
2、將采集得到的乙酰胺紅外光譜圖進行分析,找出主要吸收峰的歸屬。
表1 乙酰胺的主要吸收峰及其歸屬
編號 | 頻率/cm-1 | 原子基團及其振動形式 | 結構單元 | 備注 |
甲基-CH3 | ||||
酰胺基-CONH2 | ||||
六、儀器操作
1、開機:電源——主機——打印機——計算機
2、進入FTIR測量系統:雙擊桌面上的OMNIC圖標
3、試樣測試:
(1)進入采集,選205擇實驗設置,設置實驗條件:點擊“實驗設置”,掃描參數:16;分辨率:4;校正:可選擇交互K-K校正,消除刀切峰;最終格式:透過率;文件處理:自動保存;基礎名字:班級代號;背景處理:采集樣品前采集背景。設置完成后單擊“確定”。
(2)采集背景:放入背景后(可以空氣為背景),選擇確定,采集背景光譜,采集完成后點擊“是”,將當前背景加入窗口。
(3)采集樣品光譜:,按提示輸入譜圖標題,點擊確定,此時,系統自動提示你是否插入樣品,此時要拿出背景,換上樣品放入樣品倉內,之后選擇確定,進行樣品采集。采集完成后選擇“是”,將采集的譜圖放入當前窗口。此時窗口顯示為背景和樣品圖。
(4)隱藏背景:如不需要打印背景圖,可用鼠標點擊背景圖,確定當前所選譜圖為背景圖(當前所選譜圖為紅色)后,點擊 顯示-隱藏譜圖,將背景圖隱藏。
(5)標峰:點擊“標峰”,選擇合適的靈敏度進行標峰,點擊“替代”。
(6)打印圖譜:點擊打印。
4、退出系統
5、關機:計算機——打印機——主機——電源