2. Chương 8
8.1 Nguyên tắc
8.2 Bức xạ điện từ -vật chất
8.3 Tương tác giữa bức xạ điện từ và vật
chất
8.4 Nguyên lý cấu tạo quang phổ kế
8.5 Định luật Lambert – Beer
CHƯƠNG 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PP
PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM
3. Chương 8
8.1 NGUYÊN TẮC
CHƯƠNG 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PP
PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM
Đối tượng
nghiên
cứu
- Hấp thu
- Phát xạ
- Tán xạ
Bức
xạ
Khảo
sát
Tương
tác
Định
tính
Định
lượng
4. Chương 8
– Bản chất của BXĐT &các đại lượng
đo
– Các vùng của BXĐT
– Nội năng của vật chất
– Trạng thái của nội năng
8.2 BỨC XẠ ĐIỆN TỪ-VẬT CHẤT
CHƯƠNG 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PP
PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM
5. Chương 8
BẢN CHẤT CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
& CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO
σ
λ
ν
λ
σ .
1
;
1
c
c
T
=
=
=
=
-bước sóng hay độ dài sóng λ
(m, cm, nm, μm,A0 )
- chu kỳ T (s)
- tần số ν ( s–1 )
- số sóng σ ( cm–1 , nm–1 , ...)
- vận tốc ánh sáng C=3.108 m/s
Bản
chất
Sóng
Nhiễu
xạ
Giao
thoa
6. Chương 8
BẢN CHẤT CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
& CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐO
σ
λ
ν hc
c
h
h
E =
=
=
h (hằng số Planck) = 6,626.10– 34 J.s = 6,626.10– 27
erg.s=6,59 eV.s
E được đo bằng eV, kcal / mol,..(1kcal / mol =4,34.10
– 2 eV)
Bản
chất
Hạt
Các dòng hạt photon mang năng lượng
E lan truyền với vận tốc ánh sáng
7. Chương 8
lăng kính, cách tử
CÁC VÙNG CỦA BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Mỗi loại BX (khả kiến, hồng ngoại, tử ngoại...) bao
gồm rất nhiều sắc (BX có bước sóng khác nhau)
Mỗi “sắc “ lại bao gồm những bức xạ có bước sóng
chỉ sai khác nhau cỡ 1 – 0,1 nm
Bức xạ đa sắc
(photon có E khác nhau)
Bức xạ đơn sắc
(một loại photon)
λ,nm
VIS
UV IR
TIA X
VI
SÓNG RADIO
200 400 800 λ,nm
8. Chương 8
NỘI NĂNG E CỦA VẬT CHẤT
Eq < Edđ < Eđt
Mỗi TT điện tử (cơ bản hoặc kích thích) bao gồm một
số TT dao động khác nhau; mỗi TT dao động lại bao
gồm nhiều TT quay khác nhau
Eq : NL do chuyển động quay của
phân tử xung quanh trục (tần số νq)
Edđ : NL do sự dao động của hạt nhân
Xung quanh vị trí cân bằng (tần số νdđ)
Eđt: NL do sự chuyển dời e từ orbitan
phân tử này đến orbital khác (tần số νđt )
E =
Eq + Edđ + Eđt
9. Chương 8
TRẠNG THÁI CỦA NỘI NĂNG
E0 (nền; cơ bản)
E1
E2
E3
E* (kích thích)
Mỗi trạng thái năng lượng E cơ bản hay kích thích
đều bao gồm các mức NL quay, dao động và điện tử
Nội
Năng
E
Có thể tồn tại ở nhiều trạng thái:
10. Chương 8
– Hiện tượng hấp thu
– Hiện tương phát xạ
– Hiện tượng tán xạ
8.3 TƯƠNG TÁC GIỮA BXĐT&VẬT CHẤT
CHƯƠNG 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PP
PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM
11. Chương 8
TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN
TỪ VÀ VẬT CHẤT
Tán xạ
Hấp thu
Phát xạ
Chiếu
bức xạ
vào
vật chất
BX bị thay đổi phương truyền
BX bị vật chất hấp thu NL
Vật chất phát ra NL dưới dạng
bức xạ- sau khi hấp thu
12. Chương 8
Điều
Kiện
Hấp
Thu
(qui
tắc
chọn
lọc)
Chiếu bức xạ vào vật chất
HIỆN TƯỢNG HẤP THU
Ehν
Vật chất hấp thu BX khi Ehν =ΔE = E*–E0
-Chỉ các bức xạ có tần số đúng bằng νq, νdđ và
νđt mới bị vật chất hấp thu
- Sự chuyển mức NL phải kèm theo sự thay đổi của các
trung tâm điện tích trong phân tử
E0
E1
E2
E3
E*
13. Chương 8
E0
E1
E2
E3
Điều
Kiện
Hấp
Thu
(qui
tắc
chọn
lọc)
HIỆN TƯỢNG HẤP THU
Ehν
Ehν =ΔE = E*–E0
E*
Khi hấp thu bức xạ, sự chuyển mức NL cao thường kéo
theo sự chuyển các mức NL thấp hơn
Chuyển mức phù hợp với qui tắc chọn lọc:
chuyển mức cho phép và ngược lại: chuyển
mức bị cấm
15. Chương 8
Bức xạ vi
sóng- IR xa
(NL thấp)
Thay đổi
TT quay
của phân tử
HIỆN TƯỢNG HẤP THU
NL
Của
BX
&
Sự
Thay
Đổi
TT
NL
Của
Vật
chất
Phổ quay gồm các vạch rất mảnh
tần số νq
16. Chương 8
Bức xạ IR
gần
Thay đổi TT
dao động –
TT quay của
phân tử
HIỆN TƯỢNG HẤP THU
NL
Của
BX
&
Sự
Thay
Đổi
TT
NL
Của
Vật
chất
Phổ hồng ngoại là phổ dao động - quay
gồm các đám vạch có tần số ν = νdđ + νq
17. Chương 8
HIỆN TƯỢNG HẤP THU
Bức xạ UV -
VIS
(NL lớn)
Thay đổi TT
điện tử – TT
dao động –
TT quay của
phân tử
NL
Của
BX
&
Sự
Thay
Đổi
TT
NL
Của
Vật
chất
Phổ UV-VIS là phổ kích thích điện tử–dao
động– quay gồm các đám vạch có tần số
ν = νđt +νdđ +νq
18. Chương 8
Phần năng lượng
“dư” sau khi hấp thu
(giữ lại 10 – 3 – 10 – 8 s)
HIỆN TƯỢNG PHÁT XẠ
Chuyển thành
Eq, Edđ và E
chuyển động
tịnh tiến của
các phân tử
khác do sự va
chạm giữa các
phân tử
Phát ra bức xạ khi từ Eđt (*)
trở về Eđt (0) :Hiện tượng
phát xạ
Phát xạ
cộng
hưởng
λPX= λHT
Phát xạ
huỳnh quang
(lân quang)
λPX> λHT
20. Chương 8
E Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích
( S0 ) Singlet (S1) Triplet ( T1 )
Orbital
phản liên
kết
Orbital
liên kết
Φ4
Φ3
Φ2
Φ1
HIỆN TƯỢNG PHÁT XẠ
21. Chương 8
HIỆN TƯỢNG TÁN XẠ
Tán
Xạ
Tán xạ thường
Tán xạ tổ hợp
(tán xạ Raman)
Không thay đổi
Tần số
Thay đổi
Tần số
22. Chương 8
E1, E2 - mức NL của vật chất ở trạng
thái đầu và cuối;
v - tần số của bức xạ điện từ bị
hấp thu hay phát xạ
(Δ E > 0 : hấp thu ; Δ E < 0 : phát
xạ)
TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN
TỪ VÀ VẬT CHẤT
Ghi
Chú
Và
Nhận
Xét
1. Năng lượng do vật chất hấp thu
(phát xạ) là các đại lượng gián đoạn
ΔE = E2- E1 = n.hν ( n = 0,1,2,3,...)
23. Chương 8
λ1
I
λ
λ3
λ2 λ1
’
I
λ
λ2
’
Ghi
Chú
Và
Nhận
Xét
2. Sự hấp thu bức xạ của vật chất có
tính chọn lọc:
- Vật chất chỉ hấp thu các bức xạ
thỏa mãn E* – E0
- Các bức xạ thỏa mãn điều kiện
E*–E0 của A khác với B…
ĐỊNH TÍNH trong HÓA PHÂN TÍCH
TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN
TỪ VÀ VẬT CHẤT
24. Chương 8
λ1
I
λ
λ3
λ2
BX được chọn để định lượng theo ưu tiên:
-Mũi hấp thu tại λ có độ hấp thu lớn nhất
-Mũi hấp thu trong vùng VIS hơn là vùng UV
Ghi
Chú
Và
Nhận
Xét
2. Cường độ mũi hấp thu (phát xạ) tỉ lệ
với nồng độ cấu tử có khả năng hấp thu
(phát xạ) chứa trong mẫu
ĐỊNH LƯỢNG
trong
HÓA PHÂN TÍCH
TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ ĐIỆN
TỪ VÀ VẬT CHẤT
25. Chương 8
– Nguồn phát bức xạ
– Bộ chọn sóng – Khe
– Dụng cụ chứa mẫu
– Detector
– Đọc tín hiệu
8.4 CẤU TẠO QUANG PHỔ KẾ
CHƯƠNG 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PP
PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM
26. Chương 8
CẤU TẠO QUANG PHỔ KẾ
1
2 3 4 5
1
3 4 5
2
2
1
3 4 5
1 – Nguồn ; 2 –mẫu ; 3 –Bộ chọn sóng ; 4–detector ;
5- đọc tín hiệu
Phổ kế
UV-VIS
Phổ kế
Huỳnh quang-
Raman
Phổ kế
Phát xạ/hấp thu
Nguyên tử
27. Chương 8
NGUỒN BỨC XẠ
Bóng thủy
tinh
Thạch anh Bóng thủy
tinh
Khí trơ
Điện áp ΔV = 6V
Dây tungsten
(30000K )
H2 hoặc D2
Điện cực kim loại
Sợi đốt phủ
oxy
Điện áp ΔV = 40V
Đèn UV Đèn
VIS
Nguồn
Liên
Tục
Phát ra BX liên tục
Nguồn đèn UV:
160 – 375 nm
Nguồn đèn VIS
(đèn tungsten):
320 – 2500nm
28. Chương 8
1)Ống thủy tinh
chứa oxid đất
hiếm (ZrO2 và
Y2O3), khi đốt
nóng 1200 –
2200 0K sẽ phát
ra bức xạ IR
NGUỒN BỨC XẠ
Nguồn
Liên
Tục
Phát ra BX liên tục
Nguồn đèn hồng ngoại IR:
160 – 375 nm
Đèn Nernst
Đèn
Globar
Đèn
nichrome
Thanh carborun
(siliccarbur) dài
khoảng 40 – 60
mm, đường kính
từ 4-6mm, nhiệt
độ đốt nóng từ
1300 -15000K
Gồm dây
nichrome
cuốn xoắn
quanh một
ống sứ đốt
nóng ở 11000K
29. Chương 8
NGUỒN BỨC XẠ
Nguồn
Không
Li
ên
Tục
Phát ra bức xạ có độ dài sóng nhất định,
đặc trưng là đèn cathode rỗng (hollow
cathode tube)
30. Chương 8
Đèn Pb(cathode Pb): 283nm; Cr:358nm;
Na: 589nm...)
NGUỒN BỨC XẠ
Nguồn
Không
Liên
Tục
Áp đặt ΔV = 300V; I= 5 – 20 mA sẽ làm
khí trong ống bị ion hóa, các cation khí
sinh ra đập mạnh vào cathode kim loại M
tạo thành một đám mây nguyên tử, một
số ở trạng thái kích thích M* sẽ phát ra
bức xạ đặc trưng khi trở về trạng thái
cơ bản M0
31. Chương 8
BỘ PHẬN CHỌN SÓNG
Kính
lọc
hấp
thu
Tách ánh sáng đa sắc thành đơn sắc, gồm có
kính lọc (hấp thu hoặc giao thoa) hoặc bộ
đơn sắc
Làm bằng thủy tinh màu hoặc lớp
keo màu (phẩm nhuộm trộn gelatin
ép giữa hai bản thủy tinh)
32. Chương 8
N
tn
2
=
λ
BỘ PHẬN CHỌN SÓNG
t - chiều dày của lớp điện môi;
n – chiết suất của lớp điện môi;
N – bậc giao thoa
Kính
lọc
Giao
thoa
Chiều dày của lớp điện môi (CaF2,
MgF2) xác định chiều dài bước sóng
của bức xạ đi qua :
33. Chương 8
a) bộ đơn sắc
dùng lăng kính
b) bộ đơn sắc
dùng cách tử
BỘ PHẬN CHỌN SÓNG
Bộ
Đơn
Sắc
Gồm:
1) khe vào; 2) thấu kính phân kỳ hoặc
gương cầu lồi; 3) bộ phận tán sắc
(dispersing element) ; 4) thấu kính hội tụ
hoặc gương cầu lõm; 5) khe ra
34. Chương 8
KHE
Các khe vào và các khe ra đặt trước và đặt sau
lăng kính hoặc cách tử được cấu tạo từ hai
lưỡi dao:
- Các mép là đoạn thẳng
- Có thể đóng mở được bằng vis micrometre.
Độ rộng làm việc của khe từ 0,005 – 0,020 mm
35. Chương 8
BỘ PHẬN CHỨA MẪU (CUVET;
CELL)
Cạnh hay đường kính từ 0,05mm đến 50,00 mm.
Kích thước phổ biến nhất là 10,00 mm
Cấu tạo: vùng UV: thạch anh; vùng VIS : thủy tinh,
thạch anh, nhựa…; vùng IR: muối halogenur của
kim loại kiềm như KBr, NaCl, LiF, CaF2, CsI….
36. Chương 8
DETECTOR
Chuyển năng lượng của
bức xạ điện từ thành tín
hiệu điện (dòng điện hay
hiệu thế ở mạch đo), dựa
trên hai hiệu ứng:
1) hiệu ứng quang điện
(DETECTOR QUANG )
2) hiệu ứng nhiệt điện
(DETECTOR NHIỆT)
37. Chương 8
– Cường độ hấp thu
– Phát biểu định luật Lambert-Beer
– Ứng dụng định luật Lambert-Beer:
* Định lượng một cấu tử
* Định lượng nhiều cấu tử
8.5 ĐỊNH LUẬT LAMBERT-BEER
CHƯƠNG 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PP
PHÂN TÍCH PHỔ NGHIỆM
38. Chương 8
CƯỜNG ĐỘ HẤP THU
IA
Hấp thu
b
Phản xạ
IR
I0
IT
C
Sau khi đi qua chậu đo kích thước b chứa chất hấp
thu nồng độ C, cường độ của bức xạ bị giảm từ I0
còn IT, do:
1) Bị hấp thu bởi chất hấp thu một lượng IA
2) Bị phản xạ ở bề mặt chậu đo một lượng IR nếu
bề mặt chậu đo không nhẵn:
I0 = IA + IT + IR
≈ IA + IT nếu bề mặt chậu đo thật nhẵn
39. Chương 8
100
%
0
I
I
T T
=
T
I
I
A 0
lg
=
100
%
0
0
I
I
I
A T
−
=
0
I
I
T T
=
Độ hấp thu còn được gọi là mật độ quang OD(optical
density)
CƯỜNG ĐỘ HẤP THU
Cường độ hấp thu được biểu diễn qua:
Độ truyền suốt
( transmittance)
hay % truyền suốt
Độ hấp thu (absorbance)
hay % hấp thu
40. Chương 8
A=εbC
PHÁT BIỂU ĐỊNH LUẬT
LAMBERT – BEER
ε (mol –1.cm –1.L ) : hệ số hấp thu mol
ε (g – 1.cm – 1.L ): hệ số hấp thu riêng
ε không phụ thuộc vào b và C mà phụ thuộc vào
bản chất của chất hấp thu, bước sóng của bức xạ
bị hấp thu và nhiệt độ.
Khi ε,b = const, quan hệ giữa A với C là tuyến tính
41. Chương 8
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Phương pháp trực tiếp
b
A
C m
m
ε
=
- Đo Am của dung dịch mẫu
-Nồng độ cấu tử Cm trong mẫu:
PP kém chính xác vì có sự sai lệch giữa εThuc và
εLThuyet
Am
Mẫu (Cm?)
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
42. Chương 8
C
m
C
m
A
A
C
C =
b bằng nhau
εm= εC
Mẫu (Cm?) Chuẩn (CC XĐ)
AC
Am
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Phương pháp so sánh
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
43. Chương 8
- Pha n DD chuẩn có CC1, CC2,… CCn xác định
C1
C2
C3 C4 C5
- Đo độ hấp thu của n DD chuẩn được AC1, AC2,…, ACn
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Phương pháp lập đường chuẩn
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
44. Chương 8
- Vẽ đường A = f(C)
- Đo Am của DD mẫu
Suy nồng độ Cm từ
đồ thị A = f(C) hoặc
PP bình phương cực
tiểu.
A
AC2
AC1
CC1 CC2 C
Am
Cm
PP này cho phép kiểm tra được sai số ngẫu nhiên và
tìm được khoảng C thích hợp để A = f(C) tuyến tính.
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Phương pháp lập đường chuẩn
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
45. Chương 8
m
m
m
C
m
A
A
A
C
C
−
= '
Được sử dụng nhằm giảm bớt sai số của kết quả do
sự không đồng nhất giữa DD mẫu và DD chuẩn
(mẫu chứa các cấu tử có thể ảnh hưởng đến phép
đo)
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Phương pháp thêm chuẩn
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
- DD mẫu M1 ( Cm ?) → Am = ε b Cm
- DD mẫu M2 ( Cm? + lượng chuẩn CC ) → Am’ = ε
b(Cm + CC)
1) Thêm chuẩn vào mẫu và so sánh:
46. Chương 8
m
m
C
C
C
C
f
−
= '
- Lập đường chuẩn A = f ( C )
- DD mẫu M1 ( Cm ?) → Am
- DD mẫu M2 (Cm ?+ lượng chuẩn CC), A’m
- Từ đồ thị hoặc PP bình phương cực tiểu suy ra giá
trị Cm và Cm’.
- Lập tỉ số
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Phương pháp thêm chuẩn
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
2) Thêm chuẩn vào mẫu và sử dụng đường chuẩn:
f = 1: Cm ( thật) = Cm (đo)
f ≠ 1: Cm ( thật) = Cm (đo).f
47. Chương 8
Phương pháp chuẩn độ đo quang
Chuẩn độ DD X bằng DD C
theo PT phản ứng:
X + C→ D + E
Nếu một trong bốn cấu tử
trên có khả năng hấp thu
bức xạ, đo độ hấp thu của
DD trong quá trình chuẩn
độ ở một bước sóng thích
hợp.
Vẽ giản đồ A = f (VC) và tìm
điểm tương đương từ đồ
thị
A
VC
Vtđ
ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
48. Chương 8
ĐỊNH LƯỢNG NHIỀU CẤU TỬ
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
DD khảo sát chứa n cấu tử có khả năng hấp thu
bức xạ, sử dụng tính chất cộng độ hấp thu để định
lượng từng cấu tử mà không cần tách chúng
Thành lập hệ PT và giải hệ PT ứng với n cấu tử
sẽ tìm được nồng độ của từng cấu tử trong dd
49. Chương 8
ĐỊNH LƯỢNG DD 2 CẤU TỬ
Phoå haáp thu CT (I)
λ1
Phoå haáp thu CT (II)
A
λ
λ2
Phoå haáp thu CT (I)
λ1
A
λ
Xét DD chứa cấu tử I (λ1) và cấu tử II (λ2) có nồng
độ CI và CII chưa biết:
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
50. Chương 8
λ1
Phoå haáp thu cuûa DD chöùa
caáu töû I vaø caáu töû (II)
λ
λ2
Aλ1
Aλ2
A
ĐỊNH LƯỢNG DD 2 CẤU TỬ
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
51. Chương 8
Aλ1 = AI
λ1 +AII
λ1 = εI
λ1 b CI + εII
λ1 b CII
Aλ2 = AI
λ2 +AII
λ2 = εI
λ2 b CI + εII
λ2 b CII
(εI
1 , εI
2 : hệ số hấp thu của cấu tử I ở λ1 và λ2 ; εII
1 ,
εII
2 : hệ số hấp thu của cấu tử II ở λ1 và λ2 )
ĐỊNH LƯỢNG DD 2 CẤU TỬ
ỨNG DỤNG ĐL LAMBERT – BEER
Độ hấp thu A1 và A2 của DD tại λ1 và λ2 (đo trong
các chậu đo có b giống nhau:
Giải hệ phương trình trên suy ra được CI và CII
52. Chương 8
GIỚI HẠN ĐL LAMBERT – BEER
Nồng độ cấu tử khảo sát phải < 0,01M
để A=f(C) tuyến tính
Lưu ý đến các ảnh hưởng có thể xảy ra
khi pha loãng DD. Ví dụ Cr2O7
2-
(λCĐ = 455 nm; ε = 1800 mol-1cm-1L )
có thể chuyển thành CrO4
2-
(λCĐ= 370nm; ε = 4900 mol-1cm-1L )
theo cân bằng:
Cr2O7
2- + H2O ⇄
⇄
⇄
⇄2 HCrO4
-
⇄
⇄
⇄
⇄ 2 CrO4
2- + 2 H+
Ảnh
Hưởng
Của
Nồng
Độ
Và
Sự
Pha
loãng
53. Chương 8
GIỚI HẠN ĐL LAMBERT – BEER
Cần phải chọn điều kiện tối ưu sao cho
tín hiệu nhận được đủ mạnh mà ĐL
Lambert – Beer vẫn còn nghiệm đúng
Ảnh
Hưởng
Của
Bức
Xạ
Và
Độ
Rộng
Của
Khe
Cần phải chọn điều kiện tối ưu sao cho
tín hiệu nhận được đủ mạnh mà ĐL
Lambert – Beer vẫn còn nghiệm đúng
54. Chương 8
N gây ảnh hưởng đến độ chính xác
của kết quả phân tích và giới hạn phát
hiện LOD ( limit of detector)
GIỚI HẠN ĐL LAMBERT – BEER
Tín hiệu S
(signal) đầu ra
Ảnh
Hưởng
Nhiễu
Do
Noise
(ồn)
Của
Máy
C/cấp thông tin
thật sự về mẫu
Nhiễu N (noise): do
môi trường, nguồn,
detector,…
55. Chương 8
Noise do máy thường được quyết
định bởi cả ba giai đoạn:
-Chỉnh 0% T
-Chỉnh 100% T
-Đo % T
nhưng thường tập trung vào % T
đo sau cùng
GIỚI HẠN ĐL LAMBERT – BEER
Ảnh
Hưởng
Nhiễu
Do
Noise
(ồn)
Của
Máy Sai số của nồng độ C phụ thuộc
vào sai số xác định T
57. 10.1 Sự chuyển mức NL khi kích thích electron
10.2 Các kiểu chuyển mức electron
10.3 Phân biệt các kiểu chuyển mức electron
10.4 Sự hấp thu bức xạ UV-VIS & màu sắc của vật
chất
10.5 Sự hấp thu bức xạ UV-VIS của vật chất
10.6 Ứng dụng
10.7 Kỹ thuật thực nghiệm
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
58. 10.1 Sự chuyển mức NL khi kích
thích electron
Khi phân tử hấp thu bức xạ UV-VIS, các electron
hóa trị bị kích thích và chuyển từ Eđt (0) → Eđt (*)
Phổ thu được gọi là phổ tử ngoại – khả kiến UV-
VIS (Ultraviolet and Visible Spectra) hoặc được
gọi là phổ kích thích electron
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
59. Sự chuyển mức NL khi kích thích e
Phổ UV-VIS còn gọi là phổ electron
(–dao động–quay) có dạng những đường cong
với một vài cực đại tù, do sự tổ hợp giữa các
mức năng lượng (electron, dao động và quay)
của các TT electron khác nhau của phân tử
Năng lượng kích thích ΔE bao gồm:
ΔE = ΔEñt ± Δ Edñ ± ΔEq
60. Sự chuyển mức NL khi kích thích e
Sự chuyển TT electron xảy ra rất nhanh (10–15–
10–16 s) so với chu kỳ dao động của hạt nhân (10–12
– 10–13 s)
Trong khoảng thời gian kích thích electron, hạt
nhân được xem như đứng yên (nguyên lý Frank
– Condon)
Khi có sự thay đổi TT năng lượng, sự chuyển dời
được đặc trưng bằng mũi tên thẳng đứng nối liền
hai TT
61. I
ν =
0
II
ν' =
0
a) Giản đồ NL của phân
tử hai nguyên tử
b) Phổ hấp thu tương
ứng
Sự chuyển mức NL khi kích thích e
62. – Trạng thái NL của electron trong phân tử
– Chuyển mức N →V
– Chuyển mức N →Q
– Chuyển mức N →R
– Chuyển mức d-d & chuyển mức kèm chuyển
điện tích
10.2 Các kiểu chuyển mức electron
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
63. TRẠNG THÁI NĂNG LƯỢNG CỦA
ELECTRON TRONG PHÂN TỬ
σ*
π*
n
π
σ
64. CHUYỂN MỨC N →V
N →V
Sự chuyển electron từ TT liên kết lên TT
phản liên kết, gồm:
- Chuyển mức σ → σ * (vùng UV xa)
- Chuyển mức π→π* (vùng UV gần hoặc
vùng VIS)
65. CHUYỂN MỨC N →Q
N →Q
Sự chuyển electron từ TT không liên kết n
lên TT phản liên kết, gồm:
- Chuyển mức n → σ * (vùng UV)
- Chuyển mức n → π* (vùng UV gần hoặc
vùng VIS)
66. CHUYỂN MỨC N →R
Sự chuyển electron từ TT cơ bản lên TT
kích thích có NL rất cao theo hướng ion
hóa phân tử
Phổ thu được ở vùng UV xa và thường
được dùng để xác định NL ion hóa phân tử
67. CHUYỂN MỨC KÈM SỰ CHUYỂN ĐIỆN
TÍCH & CHUYỂN MỨC d-d
Sự chuyển mức do sự chuyển dịch electron giữa
các orbital phân tử định vị ở các vị trí khác nhau
Chuyển mức
kèm theo sự
chuyển điện tích
Vân hấp thu mạnh
(ε=104 trở lên) vùng
UV hoặc VIS (ở hợp
chất vô cơ và phức chất)
Sự chuyển electron từ phối tử L
vào các orbital trống của các ion
trung tâm làm xuất hiện các vân
hấp thu mạnh ở vùng UV (phức
chất không màu của một số
kim loại chuyển tiếp)
Chuyển mức
d – d
68. CHUYỂN MỨC d-d & THUYẾT
TRƯỜNG PHỐI TỬ
Tiết diện biên của các orbital d
Phổ hấp thu electron và màu sắc của các phức kim
loại chuyển tiếp còn được giải thích bằng thuyết
trường tinh thể và thuyết trường phối tử
69. Ở TT tự do, 5 orbital d của ion kim loại chuyển tiếp
Mn+ (gồm các đám mây điện tử phân bố không theo
trục dxy, dxz và dyz và phân bố theo trục dz2 ,
dx2-y2 ) đều có mức năng lượng giống nhau (nên
dd chứa Mn+ thường không màu)
CHUYỂN MỨC d-d & THUYẾT
TRƯỜNG PHỐI TỬ
Tiết diện biên của các orbital d
70. dZ
2 d X
2
Y
2
Ion tự do ion phức, trường bát diện
dXY dyz dxz
Khi kết hợp với phối tử thành các phức có cấu trúc
lập thể khác nhau, 5 orbital d bị tách ra thành 2
nhóm có NL khác nhau:
Sự chuyển e giữa các mức NL d bị tách ra bởi trường
phối tử (chuyển mức d – d) làm cho các phức kim loại
chuyển tiếp có khả năng hấp thu yếu bức xạ VIS
(ε khoảng 0,1 đến 100)
CHUYỂN MỨC d-d & THUYẾT
TRƯỜNG PHỐI TỬ
71. I–<Br–<Cl–<F –<OH –<CrO4
2– ≈ H2O < SCN– < NH3
< Ethylendiamine <NO3
– <CN –
Độ mạnh của trường phối tử tăng dần (∆E tăng
dần) theo thứ tự:
Hiệu năng lượng ∆E trong chuyển mức d–d giữa
mức cao và mức thấp còn phụ thuộc vào độ bền
vững của liên kết σ giữa kim loại và phối tử:
Mn 2+<Ni 2+<Co 2+<Fe 2+<V 2+<Fe3+ <Cr3+ <V3+ <Co3+ <Mn 4+
<Mo 3+ <Rh 3+ <Pd 4+ <Ir 3+ <Re 4+ <Pt4+
CHUYỂN MỨC d-d & THUYẾT
TRƯỜNG PHỐI TỬ
72. – Một số thuật ngữ
– Chuyển mức n → π*
– Chuyển mức π → π*
– Chuyển mức kèm chuyển điện tích
– Chuyển mức d-d
10.3 Phân biệt các kiểu chuyển
mức electron
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
73. Nhóm trợ màu (SH, NH2, OH…) không hấp thu
trong vùng UV nhưng gây hiệu ứng trường sắc trên
nhóm mang màu làm các chất này từ không màu
thành có màu
MỘT SỐ THUẬT NGỮ
Nhóm mang màu
(chromophore)
Nhóm nguyên tử chứa electron
lãnh trách nhiệm hấp thu bức
xạ : –N=O, –NO2–, –N=N–,
>C=O– , >C=C<…
Nhóm trợ màu
(auxochrome)
Có ít nhất 1 cặp electron n tạo
liên hợp với liên kết π của
nhóm mang màu hoặc có khả
năng tương tác với electron π
làm giảm mức NL của π*
74. Hiệu ứng Kết quả
Trường sắc
(bathochromic effect)
Gây chuyển dịch đỏ
(red shift): làm tăng
λCĐ
Cận sắc
(hypsochromic effect)
Gây chuyển dịch xanh
(blue shift): làm giảm
λCĐ
Đậm màu
(hyperchromic effect)
Làm tăng ε
Nhạt màu
(hypochromic effect)
Làm giảm ε
MỘT SỐ THUẬT NGỮ
75. PHÂN BIỆT CÁC CHUYỂN MỨC
n → π* π → π* Keøm chuyển
điện tích
d - d
ε bé
(<103)
ε lớn
(103– 105)
ε lớn
(104)
ε bé
(102)
-Chuyển dịch
xanh (5 – 20
nm) trong dung
môi phân cực
hoặc có khả
năng tạo liên
kết hidro
- Bị triệt tiêu
trong môi
trường acid
mạnh
- Chuyển dịch
đỏ (5 – 20 nm)
trong dung môi
phân cực / do
sự hiện diện
của các nhóm
đẩy electron
gắn vào nhóm
mang màu
chứa electron n
Chịu hiệu ứng
cận sắc bởi
dung môi có
khả năng
solvat hóa tốt
76. 10.4 Sự hấp thu bức xạ UV-VIS
& màu sắc của vật chất
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
77. SỰ HẤP THU BỨC XẠ & MÀU SẮC
CỦA VẬT CHẤT
Ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng trắng) bao gồm dãi
bức xạ từ 396 đến 700 nm
Ánh sáng trắng chiếu qua một lăng kính sẽ bị tách
thành một số tia CÓ MÀU (đỏ, cam, vàng, lục, lam,
chàm, tím)
Trong vùng phổ của ánh sáng trắng sẽ có một số
màu phụ nhau, là các màu mà khi trộn chúng lại,
ta sẽ có màu trắng
78. Một vật có màu hay không màu được giải thích dựa
vào kết quả tương tác khi chiếu ánh sáng vào vật đó:
Nếu ánh sáng bị khuếch tán hoàn toàn hoặc đi qua
hoàn toàn: vật có màu trắng hoặc không màu
Nếu tất cả các tia của ánh sáng trắng đều bị vật hấp
thu: vật sẽ có màu đen
SỰ HẤP THU BỨC XẠ & MÀU SẮC
CỦA VẬT CHẤT
79. Một vật có màu khác màu đen hoặc màu trắng,
ví dụ màu đỏ là do nó đã hấp thu chọn lọc trong vùng
VIS theo một trong các kiểu:
Hấp thu tất cả các tia trừ tia màu đỏ
Hấp thu ở hai vùng khác nhau của ánh sáng trắng sao
cho các tia còn lại cho mắt ta có cảm giác màu đỏ
Hấp thu tia phụ của tia đỏ (tia màu lục)
SỰ HẤP THU BỨC XẠ & MÀU SẮC
CỦA VẬT CHẤT
80. Tia bị hấp thu Màu của chất
hấp thu
λ, nm Màu
400 - 430 Tím Vàng lục
430 - 490 Xanh Vàng da cam
490 – 510 Lục xanh Đỏ
510 – 530 Lục Đỏ tím
530 - 560 Lục vàng Tím
560 - 590 Vàng Xanh
590 - 610 Da cam Xanh lục
610 - 730 Đỏ Lục
SỰ HẤP THU BỨC XẠ & MÀU SẮC
CỦA VẬT CHẤT
81. – Hợp chất vô cơ đơn giản
– Phức chất
– Hợp chất hữu cơ:
• No
• Không no
• Benzene & dẫn xuất
10.5 Sự hấp thu bức xạ UV-VIS
của vật chất
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
82. HỢP CHẤT VÔ CƠ ĐƠN GIẢN
Hợp chất
hoặc ion
Môi
trường
λCĐ
(nm)
ε Sự chuyển mức
H2O Khí 166,7 1480 n → σ *
SO2 Khí 360,0
290,0
0,05
340
n → π* trilet
n → π* singlet
Br2 Khí 420,0 200 π *→ σ *
l2 Khí 520,0 950 π *→ σ *
NO2
- H2O 355,0
287,0
23
9
n → π*
n → π*
NO3
- H2O 302,0
194,0
7
8800
n → π*
π → π*
CrO4
2- Kiềm 370 4900 kèm chuyển điện tích (từ
orbital n của oxy vào orbital
của Cr)
KMnO4 Acid 525 2020 kèm chuyển điện tích (từ
orbital n của oxy vào orbital
của Mn)
83. PHỨC CHẤT
Sự chuyển mức BX hấp thu Màu của phức
Kèm chuyển
điện tích
UV Không màu
VIS Phức đa nhân
VD: KFe[Fe(CN)6]
(xanh Pruss)
Chuyển mức d-
d (trường phối
tử)
VIS Có màu
[M(H2O)m]n+
84. HỢP CHẤT HỮU CƠ
Phân tử có chứa
cùng một nhóm
mang màu
Phổ electron thường
giống nhau
Phân tử chứa
các nhóm mang màu
biệt lập (không liên
hợp với nhau)
Phổ electron của hợp
chất sẽ là phổ tổng hợp
của các nhóm mang
màu đó
85. Ví dụ nhóm C=C và C=O ở cetone α, β - không no tạo
thành nhóm mang màu mới là C=C–C=O, hay ba nối
đôi trong nhân benzene tạo thành nhóm mang màu
kiểu nhân thơm...
Phân tử chứa các
nhóm mang màu
liên hợp với nhau
Có thể sẽ tạo thành nhóm
mang màu mới với những
hấp thu đặc trưng mới
HỢP CHẤT HỮU CƠ
87. Hợp chất Nhóm
mang màu
λmax (nm) Sự
chuyển
mức
Dung môi
hoặc dạng
đo
Ethylene > C = C < 173 π → π* heptane
Hexene -2
(thế α, β)
> C = C < 183 π → π* heptane
Cyclohexene > C = C < 183,5 π → π* khí
2-Metylpentene-2
(thế α, α, β)
> C = C < 192 π → π* heptane
Acetylene - C = C - 172 π → π* Heptane
Dialkyl acetylene - C = C - 190 π → π* Heptane
CH2 = CH -CH = CH
– CH = CH2
- C = C - 253 π → π* Hexane
HIDROCARBON KHÔNG NO
HỢP CHẤT HỮU CƠ
88. BENZENE
&DẪN
XUẤT
Benzene cho ba vân hấp thu:
Một vân rất mạnh ở 184nm (ε≈ 60.000)
Vân K khá mạnh ở 204nm (ε≈ 7.900)
Vân B rất yếu 256nm (ε≈ 200, là vân
đặc trưng cho phổ UV của benzene)
HỢP CHẤT HỮU CƠ
89. – Định lượng một cấu tử
– Kiểm tra độ tinh khiết
– Nhận biết chất & nghiên cứu cấu trúc
– Phân tích hỗn hợp
– Nghiên cứu sự hỗ biền
– XĐ khối lượng phân tử
– XĐ hằng số phân li acid-baz
– XĐ thành phần của phức chất
10.6 Ứng dụng
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
90. ĐỊNH LƯỢNG MỘT CẤU TỬ
Sử dụng ĐL Lambert-Beer để định lượng
một cấu tử trong dung dịch dựa trên các PP:
- Trực tiếp
- So sánh
- Lập đường chuẩn
- Thêm chuẩn vào chuẩn
………………………………………………….
91. KIỂM TRA ĐỘ TINH KHIẾT
NHẬN BIẾT CHẤT VÀ NGHIÊN CỨU
CẤU TRÚC
Vết của tạp chất trong hợp chất hữu cơ tinh
khiết được phát hiện dễ dàng nếu có cường độ
hấp thu đủ lớn
So sánh phổ hấp thu với phổ hấp thu của hợp
chất thiên nhiên hoặc phổ của mẫu chuẩn
có thể cho kết luận về một sản phẩm tổng hợp
92. PHÂN TÍCH HỖN HỢP
Để phân tích các hỗn hợp phức tạp với nhiều
thành phần, thường dùng PP SK LỎNG với
detector UV- VIS. Sau khi tách bằng sắc ký,
mỗi thành phần được nhận dạng nhờ vào phổ
UV – VIS
Các máy QP UV-VIS hiện đại có khả năng xác
định các nồng độ của hỗn hợp gồm n cấu tử. Khi
được cung cấp một ma trận gồm n cột và tối thiểu
n hàng lần lượt bằng các DD chuẩn của từng cấu
tử cần được xác định, máy sẽ sử dụng tính chất
cộng độ hấp thu để giải hệ phương trình và cho
kết quả nồng độ từng cấu tử.
93. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ
Cần xác định khối lượng phân tử của X, sử dụng B
(PTL MB - hệ số hấp thu mol εB ) để chuyển X thành
dẫn xuất XB. Khối lượng phân tử của XB được tính:
Khối lượng phân tử của X :
A
bC
M b
XB
ε
=
εB – hệ số hấp thu mol của B được chấp nhận cho
XB nếu độ hấp thu A được đo tại bước sóng mà ở đó
chỉ có B hấp thu mà X không hấp thu; b–bề dày của
cuvet; C– nồng độ (g/l) của XB
MX = MXB – MB
94. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PHÂN LI ACID
Giả sử cần xác định HSPL kHA của acid HA:
HA + H2O → H3O+ + A–
Đo được pH và tỷ số [HA ] / [A– ] sẽ tính được
kHA theo (*)
hay pkHA= pH + (*)
]
[
]
][
[ 3
HA
A
O
H
kHA
−
+
=
]
[
]
[
lg −
A
HA
Với DD loãng :
95. XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ PHÂN LI ACID
Tỷ số [HA ] / [ A- ] được xác định bằng PP đo
phổ hấp thu của các DD có pH khác nhau :
1 dung dịch ở pH acid thích hợp để dạng HA
chiếm ưu thế, 1 dung dịch ở pH baz thích hợp
để A– chiếm ưu thế còn ở các giá trị pH trung
gian sẽ tồn tại cả HA lẫn A–
Nếu định luật Lambert– Beer nghiệm đúng,
sử dụng tính chất cộng độ hấp thu sẽ tính được
nồng độ cân bằng của [HA ] và [A–] ở bất kỳ
pH trung gian nào
pkHA= pH + (*)
]
[
]
[
lg −
A
HA
96. A
f
0 1
0,33
XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỦA PHỨC CHẤT
Đo độ hấp thu của DD tại bước sóng M và L
không hấp thu, giá trị của f ở điểm độ hấp thu
A đạt cực đại tương ứng với nồng độ cực
đại của MLn với n = f / (1 – f)
+ Phức tạo thành là M2L nếu f = 0,33 (n =1/2)
+ Phức tạo thành là ML nếu f = 0,50 (n = 1 )
| Phức tạo thành là ML2 nếu f = 0,67 (n = 2)
PP
Biến
Số
Liên
Tục
97. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỦA PHỨC CHẤT
Pha một số DD có cùng lượng M, thêm L
vào theo tỉ lệ mol tăng dần
PP
Tỷ
Lệ
Mol
Đo độ hấp thu của dung dịch và vẽ A theo
tỉ lệ mol của phối tử và ion kim loại
Vị trí điểm gấp khúc
trên đường cong cho
biết tỉ lệ giữa phối tử
và ion kim loại
A
98. – Dung môi
– Các yếu tố ảnh hưởng đến KQ phân tích
– Máy QP UV-VIS một chùm tia
– Máy QP UV-VIS hai chùm tia
10.7 Kỹ thuật thực nghiệm
CHƯƠNG 10
PHỔ UV-VIS (PHỔ KÍCH THÍCH ELECTRON)
99. DUNG MÔI
Dung môi dùng đo phổ UV-VIS phải không hấp
thu ở vùng cần đo:
Ở vùng UV gần, thường dùng n – hexane,
cyclohexane, metanol, etanol, nước…(chỉ hấp
thu bức xạ vùng tử ngoại xa)
Đo ở vùng VIS, ngoài các dung môi trên
còn có thể dùng chloroform, dioxane, benzene…
100. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KQPT
ẢNH
HƯỞNG
CỦA
CÂN
BẰNG
PHỤ
-Làm thay đổi β của phức
-Ảnh hưởng lên ε và giá trị T (hoặc A)
Điều kiện bỏ qua cân bằng phụ:
CB phụ ảnh hưởng lên cân bằng chính
không đáng kể khi tỷ lệ [sản phẩm chính]:
[cấu tử khảo sát] ≥103 lần
Ảnh hưởng do tủa hoặc phức phụ được
xem không đáng kể khi nồng độ của chúng
<103 lần nồng độ của cấu tử mà chúng
gây nhiễu
101. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KQPT
ẢNH
HƯỞNG
CỦA
CÂN
BẰNG
PHỤ
Mn+ + L ML
+ + +
OH- L1 H L1
αM(OH)↓↑ αM(L1 )↓↑ αL(H)↓↑ αMLL1↓↑
M(OH),…(*) ML1,… HL,… MLL1
(có màu) (không màu) (có màu)
VD: dùng L tạo phức với ion kim loại Mn+:
102. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KQPT
ẢNH
HƯỞNG
CỦA
CÂN
BẰNG
PHỤ
Điều kiện tạo phức thích hợp:
3
10
]
'
[
]
[
≥
+
n
M
ML
3
1
10
]
[
]
[ −
≤
ML
MLL
Điều kiện 1
Điều kiện 2
3
1
10
]
[
]
[ −
+
≤
n
M
ML
Điều kiện 3
Điều kiện 4 β1,y[OH- ]y < 10–3
(Tủa M(OH)y tạo thành trong điều kiện
của phức nên sử dụng hằng số bền để
tính chứ không dùng tích số tan)
103. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KQPT
ẢNH
HƯỞNG
CỦA
CÂN
BẰNG
PHỤÏ
Ghi chú:
- Ảnh hưởng của M(OH)y còn được loại
bỏ bằng các biện pháp sau đây:
+ Lọc bỏ tủa M(OH)y
+ Hoặc xác định ngưỡng pH trên để tủa
M(OH)y tan tiếp thành phức
- Nếu trong dung dịch có ion kim loại M1
có thể tạo phức với ligand L, ảnh hưởng
của M1 xem như không đáng kể khi
[M1]0 / [M]0 < 10 – 3
104. MÁY QUANG PHỔ UV-VIS 1 CHÙM TIA
Dùng nút (1) mở máy trước khi đo khoảng 15 phút
Dùng nút (2) để chọn bước sóng thích hợp
Dùng phím (6) để chọn kiểu
đo T
Dùng nút (3) để chỉnh dòng tối
về 0%T (nắp buồng chứa (4)
phải đậy lại)
1.MÁY QUANG PHỔ SPECTRONIC 20D
105. Đặt cuvet chứa C0 (trắng chuẩn) vào buồng chứa mẫu đo (4)
Dùng nút (5) để điều chỉnh độ hấp thu A về 0
Thay cuvet chứa trắng chuẩn
lần lượt bằng cuvet chứa các
DD chuẩn từ C1 đến C5 và
các dung dịch mẫu
Đọc độ hấp thu A của các DD
chuẩn và dd mẫu trên màn
hình (7)
MÁY QUANG PHỔ UV-VIS 1 CHÙM TIA
1.MÁY QUANG PHỔ SPECTRONIC 20D
106. -Mở công tắc nguồn (A) trước khi đo 15 phút
-Dùng phím (1) hoặc (2) để chọn và chỉnh bước sóng đo
- Đặt cuvet chứa C0 (trắng chuẩn) vào buồng chứa mẫu đo
(C) (mặt nhẵn của cuvet vuông góc với chiều truyền của
ánh sáng, tức theo hướng mũi tên)
2.MÁY SPECTRONIC UNICAM
MÁY QUANG PHỔ UV-VIS 1 CHÙM TIA
107. -Đọc A (hoặc T) trên màn hình (6)
- Nhấn phím (3) để đi
ềuchỉnh A về 0 (ho
ặc T về 100%)
-Thay cuvet chứa C0 bằng cuvet chứa chuẩn/mẫu cần đo
2.MÁY SPECTRONIC UNICAM
MÁY QUANG PHỔ UV-VIS 1 CHÙM TIA
108. 1) Nguồn bức xạ (UV: deuterium; VIS: đèn
W/I2)
2) Bộ tạo đơn sắc
3) Bộ chia chùm sáng
4) Cuvet chứa mẫu
5) Cuvet chứa dung môi
6) Detector
7) Bộ tự ghi
Các thế hệ máy quang phổ tử ngoại – khả kiến
(UV –VIS spectrophotometer) hiện nay:
MÁY QUANG PHỔ UV-VIS 2 CHÙM TIA
135. HEÄ
THOÁNG
GHI
PHOÅ
THIEÁT BÒ PT QUANG PHOÅ PHAÙT XAÏ
Kính aûnh
Treân ñoaïn
BC coù söï phuï
thuoäc tuyeán
tính giöõa ñoä
ñen vaø lg H:
S
lg H
A B
C D
Ñöôøng ñaëc tröng cuûa kính
aûnh
lg Hi E
1
lg
lg H
H
S
EF
CE
tg
−
=
=
α tgα–heä soá töông
phaûn cuûa kính aûnh
S = tgα (lg H–lg Hi )
Suy ra
Vôùi moät loaïi kính aûnh xaùc ñònh, tgα vaø Hi
khoâng ñoåi; ñaët (tgα.lg Hi) = J, ta coù:
S = tgα.lg H–J = tgα.lg Et–J (1)
145. Phöông phaùp tröïc tieáp
Tính C baèng caùch suy tröïc tieáp töø PT
Lomakin :
ÑÒNH
LÖÔÏNG
ÖÙNG DUÏNG PP Q/P PHAÙT XAÏ
PP keùm chính xaùc vì a,b phuï thuoäc raát lôùn
vaøo ñieàu kieän kích thích phoå, quaù trình
chuyeån chaát nghieân cöùu töø traïng thaùi raén
sang traïng thaùi hôi vaø ñieàu kieän ghi phoå
I = a Cb
146. Phöông phaùp so saùnh
Ño tæ leä cöôøng ñoä cuûa 2 vaïch phoå (ñöôïc
goïi laø caëp vaïch phaân tích), 1 cuûa nguyeân
toá nghieân cöùu, 1 cuûa nguyeân toá khaùc
(hoaëc coù saün trong maãu, hoaëc ñöa theâm
vaøo maãu goïi laø chaát noäi chuaån)
ÑÒNH
LÖÔÏNG
ÖÙNG DUÏNG PP Q/P PHAÙT XAÏ
Aùp duïng PT Lomakin cho vaïch nghieân
cöùu vaø vaïch so saùnh:
Inc= a’Cnc
b vaø Iss = a’’Css
b
b
nc
b
nc
b
ss
ss
nc
aC
C
C
a
a
I
I
=
′
′
′
= )
2
(
lgC
lg
I
I
lg nc
ss
nc
b
a +
=
148. Phöông phaùp chuïp aûnh
PT S = tgα.lgH–J=tgα.lg Et – J (1)
moâ taû söï phuï thuoäc giöõa ñoä ñen cuûa
vaïch phoå vôùi ñoä chieáu saùng E, trong
tröôøng hôïp phaân tích quang phoå thì E
chính laø cöôøng ñoä I cuûa vaïch:
ÑÒNH
LÖÔÏNG
ÖÙNG DUÏNG PP Q/P PHAÙT XAÏ
Vôùi cheá ñoä saùng xaùc ñònh thì tgα.lg t
vaø J khoâng ñoåi neân
S = tgα.lg I + tgα.lg t–J
S = tgα.lg I + const
149. Phöông phaùp chuïp aûnh
Aùp duïng PT treân cho caëp vaïch nghieân
cöùu vaø so saùnh , ta coù:
ÑÒNH
LÖÔÏNG
ÖÙNG DUÏNG PP Q/P PHAÙT XAÏ
Suy ra
Snc = tgα . lg Inc + const
Sss = tgα . lg Iss + const
)
3
(
lg
.
ss
nc
ss
nc
I
I
tga
S
S
S =
∆
=
−
)
2
(
lgC
lg
I
I
lg nc
ss
nc
b
a +
=
Vì ñaõ coù
∆S = tgα ( lg a + blgCnc )(4)
Neân