乙醇的拉曼峰位置
光谱。
之前已有学者利用拉曼光谱技术对乙醇,水溶液进行了检测,并且提出了检测乙醇浓度的方法,但仅仅限于利用光谱特征峰强度与乙醇,浓度的正相关关系建立了检测方法。
一张拉曼,谱图通常由一定数量的拉曼峰构成,每个拉曼峰代表了相应的拉曼散射光的波长位置和强度。
混在乙醇中的甲醇可以检测出。
酒精中甲醇含量检测的主要方法
(一)顶空法
顶空法可以分成静态法和动态法两种。使用静态法进行检测,首先需 要将酒精样品放入密封的容器,然后进行加热,直到样品和上方的蒸汽实 现平衡为止,最后选择合适的方法提取蒸汽,用来进行气相色谱分析。这 种方法在食品饮料、香精、高聚物、医管理、农检测和环保等相关的 领域内都得到广泛的应用,是气相色谱分析的一个重要分支,也是进行微 量分析的一种重要方法。
(二)激光拉曼光谱法
激光拉曼光谱分析的主要对象是乙醇和甲醇的混合体,在混合液体逐 步增加甲醇的含量,对拉曼光谱的变化经行观察,并分析其中的规律。要 想利用这种方法来检测酒精中的甲醇含量,首先就要对乙醇的光谱特点进 行分析。目前已经有很多文献资料对醇类红外和拉曼光谱的特点进行了研 究,并对甲醇拉曼光谱有比较细致的研究。当乙醇和甲醇两种光谱叠加在 一起的时候,就需要找到能表明甲醇的光谱特点。使用这种方法对有机物 进行光谱鉴定时,都会对全部的简正频率进行分析研究,并以一定的基团 作为主要的参考依据。就乙醇而言,880cm-1,1078cm-1 和1254cm-1 三个 值的拉曼特征最为显著。对甲醇含量进行检测时,可以将 2823cm-1 的强 度作为评判的标准。
(三)折射法 这种方法的理论依据就是,每一种单纯的液体在特定的温度之下都会 产生固定的折射率,这是液体的一种基本特征。例如,在 20 度的温度之 下,水的折射率1.3330。如果在酒精中加入甲醇,那么折射率就会有所下 降,而且下降的越多,就表明加入的甲醇量越多。这样通过检测样品的折 射率就能对酒精的甲醇含量进行定量分析。
(四)气相色谱法 这种方法主要是利用气体的流动相来进行分析的。因为气体是流动 的,物质在其中能进行快速的传播,通过对气体样品中的各组分和色谱柱 的固定相进行相互作用,产生的混合物通过气相色谱柱得到分离,然后对 分离物进行鉴定,这样就能实现定性和定量的准确组分。在国家出台的相 关规定中,这种方法是检测甲醇含量的首选方法。因为毛细管柱的质量会 对检测的准确度产生影响,所以通常选择那些能耐受高温、柱效高和化学 性质稳定的毛细管柱。
(五)比色法 比色法可以共分成两种,一种是铬变酸比色法,一种是品红比色法。 前者的工作原理为,甲醇在弱酸性环境会氧化生成甲醛,在浓度为 5-6% 的乙醇液中加入硫酸铬变酸,加热之后会变成紫红色,颜色越深,则表明 甲醛的浓度越高,甲醇的含量也就越高。后者的检验原理为,甲醇在磷酸 的酸性条件下会被高锰酸钾氧化成甲醛,通过添加无色的品红亚硫酸试 剂,然后根据颜色的深浅来判断甲醇的含量。
在反应过程中,以银催化剂的接触反应条件下,拉曼光谱仪用来检测该电解中的乙醇的氧化反应。在温度超过(?)300—873开氏度时,表面媒介的结构就能够被检测出来,(那些)乙醇盐类物质,醋酸盐类物质以及吸附着的乙醛和表面氢氧化物就存在在银表面。这种(在工业条件下)乙醇在银表面进行氧化反应的作用机制,被讨论并与在超高空系统下所得到作用机制相比较。
额……我不是专业的,只是试一试哈……
拉曼仪器是可以检测出乙醇和甲醇的不同拉曼峰的,对上述第二种假酒来说,如果甲醇浓度较高就可以检测出来,过低就不好说了!
拉曼光谱仪是利用拉曼散射原理测量物质的成分、分子结构和相互作用及变化过程。
它最大的优点是快速和无损。
快速:几秒就可以出结果;
无损:不损伤被测物质,也无需制样。
拉曼光谱仪的用途非常广泛,在此简单介绍一些。
制药工程:药品检测、原料检测与质量控制、结晶过程监视等;
宝石鉴定:珠宝玉石的品种、真假、染色及注胶鉴定、成因分析、产地鉴别等;
公共安全:毒品、违禁品、有毒物质、易燃物质快速检测;
食品安全:农兽药残留、食品添加剂、非法添加剂检测;
环保、环境科学:水质监测、沉淀物分析、污染检测等;
生物医药:活性状态下实时研究生物大分子的结构及其变化,DNA鉴别、疾病初步诊断、病原体微生物检测、早期癌症检测等;
化学研究:鉴别特殊的结构特征或特征基团等;
高分子材料:分子结构与组成、分子相互作用,立体规整性、结晶与去向等;
中草药研究:成分分析、无损鉴别、药物优化等;
文物鉴定:文物的真假及年份的无损伤鉴定;
其实拉曼光谱仪这个产品已经很成熟了,
业内知名的厂家像赛默飞、布鲁克、元谱光电、卡尔蔡司等,很难说哪家就一定最强,算是各有亮点吧,核心的技术指标里边,像精度、稳定性等,差别都很小。
关键还是得看服务和价格,
服务比如培训、技术支持、维修响应等,
价格得看同型号的仪器,不能用532nm和1064nm去比,要看同型号的,
当一束频率为v0的单色光照射到样品上后,分子可以使入射光发生散射.大部分光只是改变方向发生散射,而光的频率仍与激发光的频率相同,这种散射称为瑞利散射;约占总散射光强度的 10-6~10-10的散射,不仅改变了光的传播方向,而且散射光的频率也改变了,不同于激发光的频率,称为拉曼散射.拉曼散射中频率减少的称为斯托克斯散射,频率增加的散射称为反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多,拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射,也统称为拉曼散射.
拉曼散射光谱具有以下明显的特征:
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同,但对同一样品,同一拉曼谱线的位移△v~与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关;
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上,斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
c. 一般情况下,斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布,处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
简单解释:按照波尔兹曼分布律,处于激发态 Ei的分子数Ni与处于正常态E0分子数N0之比是:Ni/N0=(gi/go) ×exp(-Ei-E0)/kT其中g为该状态下的简并度,对于振动态gi=g0=1,而Ei-E0>>kT所以,Ni<<N0 。
可以解释:温度升高,反斯托克斯线的强度迅速增大,斯托克斯线强度变化不大转动能级中,Ej=J(J+1)h2/2I所以,Ei-E0=h2/I<<kT 由于较低和较高的转动态都有显著的布居,所以小拉曼位移两组谱线(反斯托克斯线,斯托克斯线)强度差不多。
拉曼光谱仪是一种光谱仪系列的简称,基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)发现拉曼散射效应。拉曼光谱仪的原理是什么?又能测什么物质呢?
1. 拉曼光谱基本原理
当一束频率为V0的单色光照射到样品上后,分子(或原子)可以使入射光发生散射或者反射。大部分光只是改变方向发生散射,而光的频率仍与激发光的频率(即V0)相同,这种散射称为瑞利散射(,大约占据99%左右约占总散射光强度的 10E-6~10E-10的散射,不仅改变了光的传播方向,而且散射光的频率也改变了,不同于激发光的频率,称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的,即V1V0的散射称为反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多,拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射,也统称为拉曼散射。拉曼光谱可以作为分子结构定性分析。激光入射到样品,产生散射光:散射光为弹性散射,频率不发生改变为瑞丽(Rayleigh)散射散射光为非弹性散射,频率发生改变为拉曼(Raman)散射。如图:Rayleigh散射(左): 弹性碰撞无能量交换,仅改变方向Raman散射(右): 非弹性碰撞方向改变且有能量交换。其中,E0基态,E1振动激发态E0+ hν0,E1+ hν0激发虚态获得能量后,跃迁到激发虚态。
2.拉曼光谱仪组成和使用
散射光相对于入射光频率位移与散射光强度形成的光谱称为拉曼光谱。拉曼光谱仪一般由光源、外光路、色散系统、及信息处理与显示系统五部分组成。那么拉曼光谱仪能够测什么呢?
拉曼光谱仪的使用,首先要具有激发波长,一般使用的激发波长都是几个固定的,如785nm,532nm, 1064nm等等。其次要有接收器,由于拉曼散射的信号无方向性,所以要使用如积分球、准直透镜等采样附件。由于拉曼光谱具有分辨率较高等特点,故其可以广泛应用于有机物、无机物以及生物样品的应用分析中。
3.拉曼光谱仪谱图提供丰富的物质信息
拉曼谱线的数目、拉曼位移、和谱线强度等参量提供了被散射分子及晶体结构的有关信息,能够揭示原子的空间排列和相互作用。
综上所述,拉曼光谱仪凭借其优势能够很好地提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性分析,它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量;目前,拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面,研究物质成分的判定与确认
但是可以使用溴水和酸性高锰酸钾鉴别丁烷、1-丁烯、1-丁炔。不能使溴水和酸性高锰酸钾褪色的是丁烷,1-丁烯和1-丁炔均能同时使酸性高锰酸钾和溴水褪色,但1-丁炔能和银氨溶液反应生成白色沉淀,1-丁烯不能。
丁烷有轻微的不愉快气味。常温加压溶于水,易溶醇、氯仿。易燃易爆。用作溶剂、制冷剂和有机合成原料。油田气、湿天然气和裂化气中都含有正丁烷,经分离而得。
1-丁烯能溶于大多数有机溶剂,不溶于水,与空气混合能形成爆炸性混合物。1-丁炔不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂,用作有机合成的中间体及特殊燃料。
1.D-峰和G-峰均是C原子晶体的 Raman特征峰,分别在 1300cm^-1 和 1580 cm^-1附近。D-峰代表的是C原子晶格的缺陷,G-峰代表的是C原子sp2杂化的面内伸缩振动。另外,固体物理里的解释是声子振动模,过于难理解,这里就不多解释了。
2.I(D) / I(G) 是 D-峰和G-峰的强度比,这里的 I 代表intensity,强度的意思。这个比值可以用来描述这两个峰的强度关系。前面讲了,D-峰代表晶格的缺陷,所以这个值越大,代表C原子晶体的缺陷比较多。
3.为什么要做Raman光谱:因为对于纯C元素的晶体,要检测其结构是无法用红外光谱的。红外光谱只能对具有红外活性的分子有强的吸收信号。所谓红外活性,是指偶极变化不为零。结构越对称的结构,那么偶极的变化就越小,比如 C-C,C=C,C三C,O-O,N三N 等,这类同核双原子对都是红外非活性的。因此,在红外光盘上很难观测到这些同核双原子对的伸缩振动特征峰(如果要观测它们,除非在它们的周围接上不对称的基团才能检测到相对微弱的红外吸收峰)。但是,一般而言,红外活性弱的同核双原子对,其Raman活性会比较强,因此可以很容易在Raman光谱上检测到它们的Raman峰。这就是为什么要做Raman光谱的原因。
拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。
拉曼光谱优点:提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析,高利通拉曼光谱仪它无需样品准备,样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量;水的拉曼散射很微弱,拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具;拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间,可对有机物及无机物进行分析,相反,若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器。
化学结构分析中,独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关;因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米,常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。
这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且,高利通拉曼光谱仪拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小,可分析更小面积的样品;共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动,这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。