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光谱定性分析物理实验报告

篇一：红外光谱分析实验报告

一、【实验题目】

红外光谱分析实验

二、【实验目的】

1.了解傅立叶变换红外光谱仪的基本构造及工作原理

2.掌握红外光谱分析的基础实验技术

3.学会用傅立叶变换红外光谱仪进行样品测试

4.掌握几种常用的红外光谱解析方法

三、【实验要求】

利用所学过的红外光谱知识对碳酸钙、聚乙烯醇、丙三

醇、乙醇的定性分析制定出合理的样品制备方法；并对其谱

图给出基本的解析。

四、【实验原理】

红外光是一种波长介于可见光区和微波区之间的电磁

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波谱。波长在0.78～300μm。通常又把这个波段分成三个区

域，即近红外区：波长在0.78～2.5μm（波数在12820～

4000cm-1），又称泛频区；中红外区：波长在2.5～25μm（波

数在4000～400cm-1），又称基频区；远红外区：波长在25～

300μm（波数在400～33cm-1），又称转动区。其中中红外区

是研究、应用最多的区域。

红外区的光谱除用波长λ表征外，更常用波数

（wavenumber）σ表征。波数是波长的倒数，表示单位厘米

波长内所含波的数目。其关系式为：

作为红外光谱的特点，首先是应用面广，提供信息多且

具有特征性，故把红外光谱通称为具有特征性，故把红外光谱通称为分子指纹分子指纹。它最广泛的

应用还在于对物质的化学组成进行分析。用红外光谱法可以

根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物的结构，依照

特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量。其次，它

不受样品相态的限制，无论是固态、液态以及气态都能直接

测定，甚至对一些表面涂层和不溶、不熔融的弹性体（如橡

胶）也可直接获得其光谱。它也不受熔点、沸点和蒸气压的

限制，样品用量少且可回收，是属于非破坏分析。而作为红

外光谱的测定工具-红外光谱仪，与其他近代分析仪器（如

核磁共振波谱仪、质谱仪等）比较，构造简单，操作方便，

价格便宜。因此，它已成为现代结构化学、分析化学最常用

和不可缺少的工具。根据红外光谱与分子结构的关系，谱图

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中每一个特征吸收谱带都对应于某化合物的质点或基团振

动的形式。因此，特征吸收谱带的数目、位置、形状及强度

取决于分子中各基团（化学键）的振动形式和所处的化学环

境。只要掌握了各种基团的振动频率（基团频率）及其位移

规律，即可利用基团振动频率与分子结构的关系，来确定吸

收谱带的归属，确定分子中所含的基团或键，并进而由其特

征振动频率的位移、谱带强度和形状的改变，来推定分子结

构。

五、【仪器与试剂】

1.仪器：spectrumone-b型傅立叶变换红外光谱仪

(美国铂金埃尔默公司)

2.试剂：碳酸钙、溴化钾、丙三醇、乙醇(均为分析纯)；

聚乙烯醇（化学纯）。

3.红外光谱仪(FT)的构造及工作原理(1)光源

红外光谱仪(FT)中所用的光源通常是一种惰性固体，用

电加热使之发射高强度连续红外辐射，如空冷陶瓷光源。随

着科技的发展，一种黑体空腔光源被研制出来。它的输出能

量远远高于空冷陶瓷光源，可达到60％以上。

(2)迈克尔逊干涉仪

其作用是将光源发出的红外辐射转变成干涉光，特点是

输出能量大、分辨率高、波数精度高（它采用激光干涉条纹

准确测定光差，故使其测定的波数更为精确）、且扫描平稳、

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重线性好。

(3)探测器

其作用是将光信号转变为电信号，特点是扫描速度快

（一般在1s内可完成全谱扫描）、灵敏

度高。

(4)计算机

特点是各种数据处理快，且具有色散型红外光谱仪所不

具