紅外光譜法的應用

紅外光譜法廣泛用于有機化合物的定性鑒定和結構分析。

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。

在對光譜圖進行解析之前，應收集樣品的有關資料和數據。了解試樣的來源、以估計其可能是哪類化合物；測定試樣的物理常數，如熔點、沸點、溶解度、折光率等，作為定性分析的旁證；根據元素分析及相對摩爾質量的測定，求出化學式并計算化合物的不飽和度：

                   不飽和度=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。

當計算得?=0時，表示分子是飽和的，應在鏈狀烴及其不含雙鍵的衍生物。

當?=1時，可能有一個雙鍵或脂環；

當?=2時，可能有兩個雙鍵和脂環，也可能有一個叁鍵；

當?=4時，可能有一個苯環等。

但是，二價原子如S、O等不參加計算。

譜圖解析一般先從基團頻率區的最強譜帶開始，推測未知物可能含有的基團，判斷不可能含有的基團。再從指紋區的譜帶進一步驗證，找出可能含有基團的相關峰，用一組相關峰確認一個基團的存在。對于簡單化合物，確認幾個基團之后，便可初步確定分子結構，然后查對標準譜圖核實。

3.幾種標準譜圖

（1）薩特勒（Sadtler）標準紅外光譜圖

（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，所以能方便地對單一組份和多組份進行定量分析。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。但紅外噶定量靈敏度較低，尚不適用于微量組份的測定。

（一）基本原理

1. 選擇吸收帶的原則
   

（1） 必須是被測物質的特征吸收帶。例如分析酸、酯、醛、酮時，必須選擇>C=O基團的振動有關的特征吸收帶。

（2）所選擇的吸收帶的吸收強度應與被測物質的濃度有線性關系。

（3）所選擇的吸收帶應有較大的吸收系數且周圍盡可能沒有其它吸收帶存在，以免干擾。

2 .  吸光度的測定

（1）一點法

該法不考慮背景吸收，直接從譜圖中分析波數處讀取譜圖縱坐標的透過率，再由公式lg1/T=A計算吸光度。實際上這種背景可以忽略的情況較少，因此多用基線法。

（2）基線法

通過譜帶兩翼透過率最大點作光譜吸收的切線，作為該譜線的基線，則分析波數處的垂線與基線的交點，與最高吸收峰頂點的距離為峰高，其吸光度A=lg（I0/I）。

（二）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。