IR在化学中的应用.doc

红外光谱法在化学中的应用有机化学李花琼69摘要:本文介绍了红外光谱法在化学中的三种主要应用:化合物的鉴定,混合物的定量分析和结构的测定。并在第三点应用中着重介绍了在沸石和其他分子筛的结构表征中的应用。关键词:红外光谱、化合物的鉴定、定量分析、结构测定、羰基化合物红外光谱法在化学中的应用主要有三个:化合物的鉴定,混合物的定量分析和结构的测定。一、化合物的鉴定每种化合物都有其独特的红外光谱,因此正象利用熔点、沸点或其他物理性质那样,我们可以用红外光谱来鉴定化合物。光谱的主要特征并不因有其他物质存在而受到显著的影响,因而,如果纯物质的光谱是已知的,即使是不纯的样品也可以得到鉴定。化合物的红外光谱可以作为化合物的“指纹”。鉴定一种化合物,要先根据化合物的来源和其他性质提出有限的几个可能的化合物,然后把它的光谱和这些已知化合物的光谱进行比较。当找到匹配光谱时,就完成了鉴定。如果各种组分吸收带重叠不多的话,混合物的红外光谱可以用来鉴定它的组成。但是,未知混合物的主要组分大于三个时,一般具有很复杂的光谱以至不能方便的解析,在这种情况下最好在做光谱前先进行组分的分离。另外红外光谱是对纯度很有用的判据。如果某一化合物出现了在纯化合物光谱中所没有的谱带时,显然该化合物是被污染了。人民对于可能有的杂质往往是心中有数的,因此即使杂质浓度很低,其吸收带很弱也仍然可以鉴定出来。如将亚锡酸盐-氢代硼酸盐溶液加到酸中去制备锡烷时,主要杂质是水和二氧化碳。二、定量分析在含有几种化合物的混合物所出现的吸收光谱定量分析中,对每种化合物的测定必须选择这样一个吸收峰,即其它化合物的峰对此吸收峰干扰最小。而对每个这样的吸收峰,可适用Beer定律:A=lg(T0/T)=εlc,式中A是被分析化合物的吸光度,ε是化合物的消光摩尔系数,l是槽的厚度,c是化合物的浓度(mol·L-1),T是入射光透过混合物的分数(透过率),T0是当c=0时光的透过率。这种关系式适用于液体溶液、溴化钾压片和气相中的化合物。下面举个例子来说明:化合物[Co(NH3)5NO2]Cl2存在两种异构体。在“硝基”异构体中,NO2基团通过它的氮原子进行配位:Co-NO2。在“亚硝基”异构体中,NO2基团通过它的一个氧原子进行配位:Co-O-N=O。两种异构体的红外光谱在850、1315和1595cm-1处都出现吸收峰。除了这些峰以外,亚***根异构体在1065和1460cm-1处还有峰,硝基异构体在825和1430cm-1处还有峰,但亚***根异构体在1065cm-1的峰不受其它谱带的干扰。有研究人员利用这个吸收峰连同在1460和1430cm-1的峰测定了在混合物中两种异构体的相对含量。三、结构测定目前红外光谱应用最多的方面还是结构测定。下面谈谈红外光谱在沸石和其他分子筛的结构表征中的应用。在沸石表面化学研究中,红外光谱主要用于以下研究:(1)沸石的羟基结构与性质;(2)沸石表面酸及其性质;(3),它们的位置与数量及其环境等和催化剂的活性有密切关系,与分子筛酸性有关的经基在3600cm-1附近有特征谱带,但是过量的水会掩盖此特征,因此只有非常干燥的样品才适于作此测试。例如,(1)对于部分脱氨后的HY分子筛,其羟基的伸缩振动在3643-3650cm-1,3530-3540