实验4取代基及溶剂对有机化合物紫外吸收光谱的影响

实验四 取代基及溶剂对有机化合物紫外吸收光谱的影响

一、实验目的

（1） 通过对苯以及苯的一取代物的紫外吸收光谱的测绘，了解不同助色团对苯的吸收光

谱的影响；

（2） 观察溶剂极性对丁酮的吸收光谱及pH对苯酚吸收光谱的影响； （3） 学习并掌握UV-visible分光光度计的使用方法。

二、实验原理

具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在近紫外区（200-400 nm）有特征吸收，给有机化合物的鉴定提供了有用的信息。通过绘制相同条件（溶剂、浓度、pH、温度等）下未知物与纯的已知化合物的吸收光谱进行比较，或将绘制的未知物吸收光谱与标准光谱（如Sadlter紫外光谱图）相比较，如果两者相一致，至少说明它们的生色团与分子母核是相同的。

苯在230-270 nm之间出现的精细结构是它的特征吸收峰（B带），中心在254 nm附近，其最大吸收峰常随苯环上取代基的不同而发生位移。

溶剂的极性对有机物的紫外吸收光谱有一定的影响。溶剂极性增大，n??*跃迁产生的吸收带发生紫移；而???*跃迁产生的吸收带发生红移。

三、仪器与试剂 仪器：

紫外－可见分光光度计：日立 UV-3010 带盖石英吸收池（1 cm）：2只 具塞比色管（5 mL）：10只 吸量管（1 mL）：6只

取样器（20 ?L）：一支（针头若干） 胶头滴管：6只 试管架：1个 废液杯 面巾纸+镜头纸 试剂：

苯的环己烷溶液（1+250） 甲苯的环己烷溶液（1+250） 苯酚的环己烷溶液（0.3 g?L-1）

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苯甲酸的环己烷溶液（0.8 g?L-1） 苯胺的环己烷溶液（1+3000） 苯酚的水溶液（0.4 g?L-1） NaOH水溶液（0.1 mol?L-1） HCl水溶液（0.1 mol?L-1） 丁酮、环己烷、乙醇、氯仿、水

四、实验内容

（1） 取代基对有机化合物紫外吸收光谱的影响

在5个5 mL的具塞比色管中，分别加入苯、甲苯、苯酚、苯甲酸、苯胺的环己烷溶液0.5 mL，用环己烷稀释至刻度并摇匀。以环己烷为参比，在带盖的石英吸收池中，在220-350 nm的范围内进行扫描，得到吸收光谱图。

观察各吸收光谱的图形，找出?max值，并计算取代基的引入使苯的?max红移了多少，并加以解释。

（2） 溶剂性质对紫外吸收光谱的影响 1. 溶剂极性对n??*跃迁的影响：

在三个5 mL的具塞比色管中，各加入0.02 mL丁酮，分别用水、乙醇、氯仿稀释至刻度并摇匀。以各自溶剂为参比，在带盖的石英吸收池中，在220-350 nm的范围内进行扫描，得到吸收光谱图。比较?max的变化，并加以解释。 2. 溶液的酸碱性对苯酚吸收光谱的影响：

在两个5 mL的具塞比色管中，各加入苯酚的水溶液0.5 mL，分别用0.1 mol?L的HCl和NaOH溶液稀释至刻度并摇匀。以水为参比，在石英吸收池中，在220-350 nm的范围内进行扫描，得到吸收光谱图。比较?max的变化，并加以解释。

五、思考题

（1）为什么溶剂极性增大，n??*跃迁产生的吸收带发生蓝移，而???*跃迁产生的吸收带发生红移？

（2）为什么苯酚的吸收光谱受NaOH的影响较大，而受HCl的影响较小？若用苯胺代替苯酚进行本实验，你推测实验结果将会怎样？

（3）某些具有共轭双健的分子受紫外-可见光后激发后，会产生荧光。如甲苯在265 nm 激发，在285 nm发射荧光。 请问在进行有机物的吸收光谱实验时，是否要考虑荧光发射对吸收光谱的影响？反之，若进行荧光实验是否要考虑光的吸收对荧光发射的影响？为什么？ （4）通过本实验你有什么收获？你认为本实验有哪些地方需要改进？

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