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检测器上。每个检测器包含一个前置放大器,前置放大器输出的信号(干涉图)发送到主放大器,在这里被放大、过滤、数字化。数字化的信号被送到计算机作进一步数字处理,干涉图转变成单通道光谱图。所以核心部分为Michelson干涉仪,它将光源来的信号以干涉图的形式送往计算机进行Fourier变换的数学处理,最后将干涉图还原成光谱图。4:..图为Fourier变换红外光谱仪工作原理示意图:,再以不同的光程差重新组合,发生干涉现象。当两束光的光程差为1/2的偶数倍时,则落在检测器上的相干光相互叠加,产生明线,其相干光强度有极大值;相反,当两束光的光程差为1/2的奇数倍时,则落在检测器上的相干光相互抵消,产生暗线,相干光强度有极小值。由于多色光的干涉图等于所有各单色光干涉图的加合,故得到的是具有中心极大,并向两边迅速衰减的对称干涉图。干涉图包含光源的全部频率和与该频率相对应的强度信息,所以,如有一个有红外吸收的样品放在干涉仪的光路中,由于样品能吸收特征波数的能量,结果所得到的干涉图强度曲线就会相应地产生一些变化。包括每个频率强度信息的干涉图,可借数学上的Fourier变换技术对每个频率的光强进行计算,从而得到吸收强度或透过率随波数变化的普通光谱图。:1)扫描速度极快::..s左右即可。因此,它可用于测定不稳定物质的红外光谱。而色散型红外光谱仪,在任何一瞬间只能观测一个很窄的频率范围,一次完整扫描通常需要8、15、30s等。2)具有很高的分辨率:--1,而一般棱镜型的仪器分辨率在1000cm-1处有3cm-1,-1。3)灵敏度高与光谱范围宽(1000-10cm-1):测量精度高,重复性好,杂散光干扰小,样品不受因红外聚焦而产生的热效应的影响。5红外光谱法主要研究在振动中伴随有偶极矩变化的化合物(没有偶极矩变化的振动在拉曼光谱中出现)。因此,除了单原子和同核分子如Ne、He、O2、H2等之外,几乎所有的有机化合物在红外光谱区均有吸收。除光学异构体,某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差异的化合物外,凡是具有结构不同的两个化合物,一定不会有相同的红外光谱。通常红外吸收带的波长位置与吸收谱带的强度,反映了分子结构上的特点,可以用来鉴定未知物的结构组成或确定其化学基团;而吸收谱带的吸收强度与分子组成或化学基团的含量有关,可用以进行定量分析和纯度鉴定。由于红外光谱分析特征性强,气体、液体、固体样品都可测定,并具有用量少,分析速度快,不破坏样品的特点。因此,红外光谱法不仅与其它许多分析方法一样,能进行定性和定量分析,而且该法是鉴定化合物和测定分子结构的最有用方法之一。红外跃迁是偶极矩诱导的,即能量转移的机制是通过振动过程所导致的偶极矩的变化和交变的电磁场(红外线)相互作用发生的。分子由于构成它的各原子的电负性的不同,也显示不同的极性,称为偶极子。通常用分子的偶极矩来描述分子极性的大小。当偶极子处在电磁辐射的电场中时,该电场作周期性反转,偶极子将经受交替的作用力而使偶极矩增加或减少。由于偶极子具有一定的原有:..显然,只有当辐射频率与偶极子频率相匹时,分子才与辐射相互作用(振动耦合)而增加它的振动能,使振幅增大,即分子由原来的基态振动跃迁到较高振动能级。因此,并非所有的振动都会产生红外吸收,只有发生偶极矩变化(△≠0)的振动才能引起可观测的红外吸收光谱,该分子称之为红外活性的;△u=0的分子振动不能产生红外振动吸收,称为非红外活性的。当一定频率的红外光照射分子时,如果分子中某个基团的振动频率和它一致,二者就会产生共振,此时光的能量通过分子偶极矩的变化而传递给分子,这个基团就吸收一定频率的红外光,产生振动跃迁。如果用连续改变频率的红外光照射某样品,由于试样对不同频率的红外光吸收程度不同,使通过试样后的红外光在一些波数范围减弱,在另一些波数范围内仍然较强,用仪器记录该试样的红外吸收光谱,进行样品的定性和定量分析。67实验过程药品:分析纯级磷酸钠、分析纯级***化锂、分析纯级***化钠、分析纯级***化钾(均为天津市瑞金特化学品有限公司)仪器:27型傅立叶变换红外光谱仪其他:***化钙片两片、烧杯若干、50um特弗龙液膜、搅拌棒、滴管、蒸馏水若干、电子秤、:%的Na溶液34样品Ⅰ:质量比为8%NaPO溶液34取92g蒸馏水、8g分析纯级NaPO放置于烧杯中,用搅拌器将样本搅拌均34匀,用标签标记好,待用。:..NaCl的溶液Na3样品1:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。样品2:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。样品3:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。样品2:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。样品3:%NaPO溶液34取3g分析纯级LiCl、8g分析纯级NaPO、89g蒸馏水放置于烧杯中,用34搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。:..KCl的溶液Na3样品1:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。样品2:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。样品3:%、8g分析纯级NaPO、,34用搅拌器将样本搅拌均匀,用标签标记好,待用。:分辨率:Resolution4样品扫描:32波谱范围:4000cm-1400cm-:测量步骤:1)开启红外光谱仪电源,自检约30秒,开启电脑,运行OPUS操作软件;:..选择样品背景为***化钙;4)将溶液样品放入样品室的光路中测量样品光谱图;5)取出样品,选择样品背景为水;6)将溶液样品放入样品室的光路中测量样品光谱图;7)重复以上步骤测量不同混合溶液不同浓度下的吸收光谱;移走样品,关闭实验各仪器,清理实验台。利用傅立叶变换红外光谱仪对质量比8%的Na溶液进行测量,测量NaPO3434的红外吸收光谱。实验结果与数据处理PO34在含磷化合物中,化学键主要有P=O、P-O、P-OH、P-H、P-C、P-F、P-CL和P=S等。其中在有机磷含氧化合物中存在P=O基团的伸缩振动,但在无机磷含氧酸盐化合物中,实际上不存在单个P=O基团的伸缩振动。磷酸根PO?34基团中的四个氧原子在正四面体的四个顶角上,四个氧原子是等价的。PO?34基团存在四种振动模式,即反对称伸缩振动、对称伸缩振动、不对称变角振动和对称变角振动。8有关无机磷酸盐中磷的振动频率:振动模式振动频率/cm-1注释PO反对称伸缩1100-1050非常强4PO对称伸缩970-940非常强,拉曼活性4PO不对称变角630-540弱4PO对称变角470-。:..1)在混合溶液各浓度光谱中截取磷酸根光谱;2)对所得磷酸根吸收峰光谱进行平滑处理;3)将处理后的谱线数据拷至originpro8进一步处理。由国际标准磷酸根红外吸收光谱,得到本实验重点讨论的磷酸根吸收峰的位置。运用originpro8软件对谱线进行归一化和进一步平滑处理,且由曲线读出不同浓度溶液的红外吸收谱线的峰值位置,进而得出峰值位置随浓度的变化关系。以下是实验所得曲线:::..:..,如本实验用到平滑、归一化和拟合处理,现举一例如下::..SolutionLicl+NaNacl+NaPOKcl+...:SolutionLicl+NaPONacl+NaPOKcl+...,其吸收峰峰位可与磷酸根标准吸收谱比对,是正确的。而去除其余两个测得的吸收峰,这两个吸收峰认为是水分子作用得到的。因此也排除了水分子对其的影响。—,读出数据,找出变化规律。Ⅰ、,磷酸根吸收峰峰值在同一Na离子下,吸收峰峰值对:..离子下,峰位随浓度的增加磷酸根吸收峰峰值而先降低再升高;在同一K离子下,峰位随浓度的增加磷酸根吸收峰峰值先降低再升高。Ⅱ、由表中可以看出,磷酸根吸收峰面积在同一Na离子下,随浓度的增加而基本保持不变;在同一Li离子下,波数随浓度的增加磷酸根吸收峰峰值而升高;在同一K离子下,波数随浓度的增加磷酸根吸收峰峰值而降低。实验结论本课题从不同阳离子对磷酸根红外吸收光谱曲线的影响出发,分析和对比不同浓度金属阳离子环境下磷酸根的吸收谱,为用红外光谱技术检测磷酸盐提供参考。为进一步实现海水淡化,用红外光谱法检测海水中磷元素时,当有各种金属阳离子干扰时,研究了这些阳离子对磷酸根红外吸收谱线峰位波数和吸收峰面积等做了研究,可供参考。;,但吸收峰面积影响明显,且随着锂离子浓度的增大吸收峰面积明显减小;,但吸收峰面积影响明显,且随着钾离子浓度的增大吸收峰面积明显增大。因此,可以从以上三个方面对卤族的主要金属阳离子就磷酸根红外吸收光谱的影响予以区分,具有一定的现实指导意义。:..1何宇霆磷酸盐测定方法及研究进展,皮革科学与工程,第18卷第4期。四川成都:四川大学出版社,2008