紫外吸收光谱测定蒽醌试样中蒽醌的含量和摩尔吸收系数

一、 实验目的

1. 学习应用紫外吸收光谱进行定量分析方法及ε值的测定方法。

2. 掌握测定粗蒽醌试样时测定波长的选择方法。

二、 实验原理

利用紫外吸收光谱进行定量分析时， 同样需借助朗伯－比耳定律， 而选择合适的测定波长是紫外吸收光谱定量分析的重要环节。 蒽醌粗品中含有邻苯二甲酸酐， 它们的紫外吸收光谱如图4.2所示。

由于蒽醌分子结构中的双键共轭体系大于邻苯二甲酸酐， 因此蒽醌的吸收峰红移比邻苯二甲酸酐大， 且两者的吸收峰形状及其最大吸收波长各不相同， 蒽醌在波长251nm处有一强吸收峰（κ＝4.6×104L·mol－1·cm－1），在波长323nm处有一中等强度的吸收峰（κ＝4.7×103L·mol－1·cm－1），而在251nm波长附近有一邻苯二甲酸酐的强烈吸收峰λmax（κ＝3.3×104L·mol－1·cm－1），为避开其干扰，选用323nm处作为测定蒽醌的工作波长。由于甲醇在250～350nm处无吸收干扰， 因此可用甲醇为参比溶液。

图4.2 蒽醌 （曲线1） 和邻苯二甲酸酐 （曲线2） 在甲醇中的紫外吸收光谱

摩尔吸光系数κ是吸光度分析中的一个重要参数， 在吸收峰的最大吸收波长处的κ既可用于定性鉴定， 又可用于衡量物质对光的吸收能力， 且是衡量吸光度定量分析方法灵敏程度的重要指标， 其值通常利用求取标准曲线斜率的方法求得。

三、 实验仪器及用品

1. 仪器

各种类型紫外－可见分光光度计。

2. 试剂

①蒽醌、 甲醇、 邻苯二甲酸酐。

②蒽醌试样。

③4.0g／L蒽醌标准储备液： 准确称取0.4000g蒽醌置于100m L烧杯中， 用甲醇溶解后， 转移到100m L容量瓶中， 以甲醇稀释至刻度， 摇匀。

④0.0400g·L－1蒽醌标准溶液：吸取1.0m L上述蒽醌储备液于100m L容量瓶中，以甲醇稀释至刻度， 摇匀。

四、 实验内容及步骤

1. 蒽醌系列标准溶液的配制

在5只10m L容量瓶中， 分别加入2.00m L、4.00m L、6.00m L、8.00m L、10.00m L蒽醌标准溶液（0.0400g·L－1），然后用甲醇稀释到刻度，摇匀备用。

2. 试样的准备

称取0.1000g蒽醌粗产品试样于小烧杯中， 用甲醇溶解后转移至50m L容量瓶中， 以甲醇稀释至刻度， 摇匀备用。

3. 测定

①用1cm石英吸收池， 以甲醇作为参比溶液， 在200～350nm波长范围内测定一份蒽醌标准溶液的紫外吸收光谱。

②配制浓度为0.1g·L－1的邻苯二甲酸酐的甲醇溶液，按上述方法测绘其紫外吸收光谱。

③在选定波长下， 以甲醇为参比溶液， 测定蒽醌标准溶液系列及蒽醌试液的吸光度； 以蒽醌标准溶液的吸光度为纵坐标、 浓度为横坐标绘制标准曲线， 根据蒽醌试液的吸光度， 在标准曲线上查得其对应的浓度， 根据试样配制情况计算蒽醌试样中蒽醌的含量， 并计算此波长处的κ值。

五、 数据及处理

①记录实验条件： 测定波长、 狭缝、 光源、 光电管、 石英、 参比溶液、 仪器型号。

②比较绘制得到蒽醌和邻苯二甲酸酐的紫外吸收光谱， 并与给定图谱对照， 说明选择测定波长的依据。

③以蒽醌标准溶液系列的吸光度为纵坐标、 质量浓度为横坐标， 绘制蒽醌的标准曲线，计算线性回归方程， 求蒽醌标准曲线的斜率、 截距和相关系数， 并计算蒽醌的κ。

④根据蒽醌粗产品试液的吸光度， 通过线性回归方程求出其质量浓度， 并根据试样配制情况， 计算蒽醌粗产品中蒽醌的质量分数。

六、 思考题

1. 为什么选用323nm而不选用251nm波长作为蒽醌定量分析的测定度？

2. 本实验为什么用甲醇作参比溶液？