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紅外光譜的應用有哪些？

來(lai)源(yuan)：閱讀：1117 發(fa)布時間：2022-09-01 10:09:38

紅外光譜法廣泛用于有機化合物的定性鑒定和結構分析。

(一)、定性分析

1 . 已知物的鑒定

將試樣的譜圖與標準的譜圖進行對照，或者與文獻上的譜圖進行對照。如果兩張譜圖各吸收峰的位置和形狀完全相同，峰的相對強度一樣，就可以認為樣品是該種標準物。如果兩張譜圖不一樣，或峰位不一致，則說明兩者不為同一化合物，或樣品有雜質。如用計算機譜圖檢索，則采用相似度來判別。使用文獻上的譜圖應當注意試樣的物態、結晶狀態、溶劑、測定條件以及所用儀器類型均應與標準譜圖相同。

2 . 未知物結構的測定

測定未知物的結構，是紅外光譜法定性分析的一個重要用途。如果未知物不是新化合物，可以通過兩種方式利用標準譜圖進行查對：

（1）查閱標準譜圖的譜帶索引，與尋找試樣光譜吸收帶相同的標準譜圖；

（2）進行光譜解析，判斷試樣的可能結構，然后在由化學分類索引查找標準譜圖對照核實。

準備工作

在進行未知物光譜解析之前，必須對樣品有透徹的了解，例如樣品的來源、外觀，根據樣品存在的形態，選擇適當的制樣方法；注意視察樣品的顏色、氣味等，它們住往是判斷未知物結構的佐證。還應注意樣品的純度以及樣品的元素分析及其它物理常數的測定結果。元素分析是推斷未知樣品結構的另一依據。樣品的相對分子質量、沸點、熔點、折光率、旋光率等物理常數，可作光譜解釋的旁證，并有助于縮小化合物的范圍。

3. 確定未知物的不飽和度

由元素分析的結果可求出化合物的經驗式，由相對分子質量可求出其化學式，并求出不飽和度。從不飽和度可推出化合物可能的范圍。

不飽和度是表示有機分子中碳原子的不飽和程度。計算不飽和度W的經驗公式為：

W=1+n4+(n3-n1)/2

式中n4、n3、n1分別為分子中所含的四價、三價和一價元素原子的數目。二價原子如S、O等不參加計算。

當計算得：

當W=0時，表示分子是飽和的，為鏈狀烴及其不含雙鍵的衍生物。

當W=1時，可能有一個雙鍵或脂環；

當W=2時，可能有兩個雙鍵和脂環，也可能有一個叁鍵；

當W=4時，可能有一個苯環等。

官能團分析：

根據官能團的初步分析可以排除一部分結構的可能性，肯定某些可能存在的結構，并初步可以推測化合物的類別。

圖譜分析：

圖譜的解析主要是靠長期的實踐、經驗的積累，至今仍沒有一一個特定的辦法。一般程序是先官能團區，后指紋區；先強峰后弱峰；先否定后肯定。

首先在官能團區（4000~1300cm-1）搜尋官能團的特征伸縮振動，再根據指紋區的吸收情況，進一步確認該基團的存在以及與其它基團的結合方式。如果是芳香族化合物，應定出苯環取代位置。最后再結合樣品的其它分析資料，綜合判斷分析結果，提出最可能的結構式，然后用已知樣品或標準圖譜對照，核對判斷的結果是否正確。如果樣品為新化合物，則需要結合紫外、質譜、核磁等數據，才能決定所提的結構是否正確。

4幾種標準譜圖

（1）薩特勒（Sadtler）標準紅外光譜

（2）Aldrich紅外譜圖庫

（3）Sigma Fourier紅外光譜圖庫

(二) 定量分析

紅外光譜定量分析是通過對特征吸收譜帶強度的測量來求出組份含量。其理論依據是朗伯-比耳定律。

由于紅外光譜的譜帶較多，選擇的余地大，所以能方便的對單一組分和多組分進行定量分析。

此外，該法不受樣品狀態的限制，能定量測定氣體、液體和固體樣品。因此，紅外光譜定量分析應用廣泛。但紅外光譜法定量靈敏度較低，尚不適用于微量組份的測定。

定量分析方法

可用標準曲線法、求解聯立方程法等方法進行定量分析。

（三）紅外光譜中的新技術---差示光譜

在光譜分析中，經常需要知道兩種光譜之差。例如，在溶液光譜中去掉溶劑的光譜，便可得到純溶質的光譜；在二元混合物中，去掉一個組分的光譜，便可得到另外一個組分的光譜，該光譜成為差示光譜。