PH值如何影响苯酚的紫外吸收光谱
在这里,酚羟基是助色团(非成键电子的杂原子饱和基团),也是生色团(和苯环共轭互变异构可以生成碳氧双键)
酸性中性条件,苯酚分子不电离,最大吸收波长210.5nm,270nm
碱性条件,苯酚电离成负离子,最大吸收波长红移,235nm、287nm
苯酚或苯胺的紫外光谱在酸性或碱性介质中有溶剂极性变化。
溶剂极性的变化会引起有机化合物紫外吸收谱带波长的变化。通常增加溶剂的极性会使π→π*跃迁吸收谱带波长红移;而使n→π*跃迁吸收谱带波长蓝移。
酸性条件下,酚羟基上的氢不易被电离。而碱性和中性条件下就容易被电离形成氧负离子。氧负离子与苯环的共轭程度比羟基高。故PH值变大红移,变小蓝移。
跃迁类型
有机化合物分子中主要有三种电子:形成单键的σ电子、形成双键的π电子、未成键的孤对电子,也称n电子。基态时σ电子和π电子分别处在σ成键轨道和π成键轨道上,n电子处于非键轨道上。仅从能量的角度看,处于低能态的电子吸收合适的能量后,都可以跃迁到任一个较高能级的反键轨道上。
苯酚在中性溶液中最大吸收波长为270nm,在碱性溶液中为287nm。
PH变化会使苯胺和苯酚中的氨基和羟基与苯环的共轭体系发生变化,共轭时发生红移,也就是吸收波长变大。
溶剂极性的变化会引起有机化合物紫外吸收谱带波长的变化。通常增加溶剂的极性会使π→π*跃迁吸收谱带波长红移;而使n→π*跃迁吸收谱带波长蓝移。
对不同的有机化合物,溶剂极性变化对其影响也不相同。如共轭双烯化合物受溶剂极性变化的影响较小;而α、β不饱和羰基化合物受溶剂极性变化的影响就比较大。如异亚丙基丙酮在不同极性溶剂中的紫外吸收波长变化见表6-2。
表6-2异亚丙基丙酮在不同极性溶剂中的紫外吸收波长
若有机分子在不同pH介质中,因分子离解形成阳离子或阴离子,则其吸收带也会发生改变。如苯胺在酸性介质会形成阳离子:
苯胺的K、B吸收带会由230nm和280nm蓝移至203nm和254nm(B为芳香族化合物特征吸收带,K为共轭双键所具有的吸收带)。
酸(色1) (色2) + H+
改变pH,会使平衡移动.溶液的颜色也会变化.譬如,上述平衡向左移动 色1 加深,色2 减弱;反过来一个道理.
1、百里酚蓝,变色范围pH:1.2~2.8,红——黄。
浓度:0.1%的20%乙醇溶液,滴加1~2滴/10ml。
2、甲基黄,变色范围pH:2.9~4.0,红——黄。
浓度:0.1%的90%乙醇溶液,滴加1滴/10ml。
3、甲基橙,变色范围pH:3.1~4.4,红——黄。
浓度:0.05%的水溶液,滴加1滴/10ml。
4、溴酚蓝,变色范围pH:0~4.6,黄——紫。
浓度:0.1%的20%乙醇或其钠盐水溶液,滴加1滴/10ml。
5、溴甲酚绿,变色范围pH:3.8~5.4,黄——蓝。
浓度:0.1%的20%乙醇或其钠盐水溶液,滴加1~3滴/10ml。
6、甲基红,变色范围pH:4.4~6.2,红——黄。
浓度:0.1%的60%乙醇或其钠盐水溶液 ,滴加1滴/10ml。
7、溴百里酚兰,变色范围pH:6.2~7.6,黄——蓝。
浓度:0.1%的20%乙醇或其钠盐水溶液,滴加1滴/10ml。
8、中性红,变色范围pH:6.8~8.0,红——黄橙。
浓度:0.1%的60%乙醇溶液,滴加1滴/10ml。
9、苯酚红,变色范围pH:6.7~8.4,黄——红。
浓度:0.1%的60%乙醇或其钠盐水溶液 ,滴加1滴/10ml。
10、酚酞,变色范围pH:8.0~10.0,无——红。
浓度:0.5%的90%乙醇溶液,滴加1~3滴/10ml。
11、百里酚酞,变色范围pH:9.4~10.6,无——蓝。
浓度:0.1%的90%乙醇溶液,滴加1~2滴/10ml。
参考资料来源:百度百科-酸碱指示剂