一,工作原理
用一定頻率的紅外線聚焦照射被分析的試樣,如果分子中某個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率與照射紅外線相同就會(huì)產(chǎn)生共振,這個(gè)基團(tuán)就吸收一定頻率的紅外線,把分子吸收的紅外線的情況用儀器記錄下來(lái),便能得到全面反映試樣成份特征的光譜,從而推測(cè)化合物的類型和結(jié)構(gòu)。IR光譜主要是定性技術(shù),但是隨著比例記錄電子裝置的出現(xiàn),也能迅速而準(zhǔn)確地進(jìn)行定量分析。
二,紅外分光光度計(jì)的有機(jī)方面的應(yīng)用
1、化合物中各原子團(tuán)組合排列情況,是同紅外光譜中出現(xiàn)的特征官能團(tuán)來(lái)確定的。
(1) 溴化四氯化對(duì)位甲酚的結(jié)構(gòu),過(guò)去實(shí)驗(yàn)認(rèn)為它有三種可能的結(jié)構(gòu),但未能鑒別確定,現(xiàn)經(jīng)過(guò)紅外光譜證實(shí)只有一種結(jié)構(gòu)。
(2) 二分子醛縮合醇酮,應(yīng)為(I)式。若(I)式R換成吡啶基,則化學(xué)性質(zhì)和(I)卻不相同了,它具有烯二醇式的反應(yīng)如(II)式??墒窃跇O烯的溶液中,也看不到自由羥基的3700cm(-1)-譜帶,卻在2750cm(-1)有締全氫鍵出現(xiàn)??芍研纬闪朔肿觾?nèi)氫鍵。(I)羥酮式(II)烯二醇式
2、異構(gòu)體的測(cè)定——可鑒定立體異構(gòu)體和同分異構(gòu)體
(1) 順反異體的測(cè)定——順反異構(gòu)體原子團(tuán)排列順序因無(wú)對(duì)稱中心,故C=C雙鍵在1630cm(-1),724cm(-1),而反式的C=C在較高頻率。
(2) 同分異構(gòu)體的鑒定——紅外光譜900~660cm(-1)區(qū)內(nèi)可看到苯環(huán)取代位置不同的同分體。
如二甲苯三個(gè)異構(gòu)體的吸收譜帶很不相同。鄰位在742cm(-1),間位在770cm(-1),對(duì)位在800cm(-1),且因?qū)Χ妆綄?duì)稱性強(qiáng),它的C=C雙鍵(苯骨架)在1500cm(-1)變小,并且600cm(-1)譜帶消失。
又如正丙基、異丙基、叔丁基由紅外光譜中的甲基彎曲振動(dòng)可以看出。在1375cm(-1)只出現(xiàn)一個(gè)吸收帶,則表示為正丙基;若在1375cm(-1)出現(xiàn)相等強(qiáng)度的雙峰,則為異丙基;若在`1390cm(-1)及1365cm(-1)出現(xiàn)一強(qiáng)一弱譜帶,則為叔丁基。
乙醇和甲醚的分子式完全相同C2H6O,乙醇有羥基吸收帶在3500cm(-1),C-0伸縮振動(dòng)在1050~1250cm(-1),羥基彎曲振動(dòng)在950cm(-1)。甲醚在3500cm(-1)無(wú)羥基吸收。它的第一強(qiáng)1150~1250cm(-1),這兩個(gè)同分異構(gòu)體很容易區(qū)別。
3、化學(xué)反應(yīng)的檢查——一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否已進(jìn)行完全,可用紅外光譜檢查,這是因原料和預(yù)期的產(chǎn)品都有其特征吸收帶。例如氧化仲醇為酮時(shí),原料仲醇的羥基吸收應(yīng)消失,酮的羰基171cm(-1)應(yīng)在產(chǎn)物中出現(xiàn)才反應(yīng)進(jìn)行完全。
4、未知物剖析——可先將未知物分離提純,作元素分析,寫出分子式,計(jì)算不飽和度。從紅外光譜可得到此未知物主要官能團(tuán)的信息,確定它是屬于哪種化合物。結(jié)合紫外、核磁等可鑒定此化合物的結(jié)構(gòu)。
原子吸收分光光度計(jì)在出廠前雖然儀器已經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查,但是由于運(yùn)輸過(guò)程中的顛簸或長(zhǎng)期使用后,有可能發(fā)生漏氣現(xiàn)象,為確保安全,在日常操作過(guò)程中,請(qǐng)您注意如下事項(xiàng):
1. 長(zhǎng)期在惡劣條件存放的儀器應(yīng)該經(jīng)常維護(hù)保養(yǎng)。
2. 在運(yùn)輸過(guò)程中受到劇烈撞擊的儀器,主機(jī)不能冒然通電!
3. 一旦儀器的報(bào)警器發(fā)出聲音,應(yīng)立即關(guān)掉氣源,并關(guān)機(jī)。
4. 請(qǐng)您隨時(shí)注意,一旦產(chǎn)生異味,請(qǐng)立即切斷電源,關(guān)掉乙炔鋼瓶總閥門。請(qǐng)將空壓機(jī)的空氣管插入燃?xì)夤艿乐校⑼磕ǚ试硭詸z查燃?xì)夤艿栏鹘宇^是否漏氣,特別應(yīng)該檢查霧化筒后部的防爆塞是否密封完好,決不能在發(fā)生漏氣時(shí)點(diǎn)火操作,否則容易發(fā)生回火爆炸!
5. 每次點(diǎn)火前檢查廢液管是否打好水封;確認(rèn)水封無(wú)誤時(shí)方可開機(jī)點(diǎn)火。
6. 一定要使用的乙炔專用減壓閥,并裝有防回火裝置。
7. 乙炔鋼瓶放置在臨近儀器室的房間內(nèi),保持空氣流通,并應(yīng)有防火標(biāo)識(shí)!
8. 乙炔減壓閥的出口壓力為0.07MPa,不能大于0.1MPa,空氣出口壓力在0.25-0.3MPa(注意:不能用氧氣代替空氣進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn))。鋼瓶壓力顯示低于0.3MPa時(shí)要更換新瓶。
9. 乙炔氣源附近嚴(yán)禁明火或過(guò)熱高溫物體存放!乙炔氣源不應(yīng)與氧化性氣源同放!
10. 排放的廢液應(yīng)及時(shí)傾倒處理或與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門!
11. 在日常工作中應(yīng)經(jīng)常檢查乙炔鋼瓶與減壓閥連接是否牢固無(wú)漏氣!
12. 定期檢查各連接口有無(wú)漏氣現(xiàn)象。
13. 注意點(diǎn)火、關(guān)火順序(先開空氣再開乙炔點(diǎn)火,先關(guān)乙炔再關(guān)空氣熄火)。點(diǎn)火后操作人員不得離開!在當(dāng)天不用儀器操作時(shí),請(qǐng)將乙炔管道里的剩余氣體燃燒完,即直接關(guān)乙炔總開關(guān)再管空氣!
14. 嚴(yán)禁帶電插拔數(shù)據(jù)線纜。
15. 任何操作本儀器的人員均應(yīng)經(jīng)過(guò)上述安全培訓(xùn)。
16. 帶石墨爐的儀器一定要注意用電安全,由于會(huì)使用380V(3個(gè)火線,一個(gè)地線)動(dòng)力電,加熱時(shí)瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的電流,所以在石墨爐處于工作狀態(tài)時(shí),不要直接觸碰爐體部分,以免造成危險(xiǎn).在做實(shí)驗(yàn)時(shí)隨時(shí)觀察氬氣(保護(hù)氣體)的總壓力和內(nèi)氣流量計(jì)的流量,以保證石墨管能夠長(zhǎng)期使用和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確和一致性.