3. PHÖÔNG PHAÙP QUANGPHÖÔNG PHAÙP QUANG
PHOÅ LAØ GÌ???PHOÅ LAØ GÌ???
Phương pháp phân tích quang học
dựa trên việc nghiên cứu sự tương
tác của bức xạ ánh sáng trên chất
khảo sát hoặc sự phát ra các bức xạ
ánh sáng dưới một tác động hóa lý
nào đó.
4.
5. KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁPKHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp quang phổ tử ngoại
khả kiến, hay còn gọi là phương
pháp quang phổ hấp thụ, hay
phương pháp đo quang dựa trên khả
năng hấp thụ chọn lọc các bức xạ rọi
vào dung dịch của chất nghiên cứu
trong một dung môi nhất định.
12. Caùc bước soùng cực đñại hấp thụ
đñặc trưng cho từng chất, hoặc tỷ lệ đñộ
hấp thụ giữa caùc bước soùng laøm cơ sở
của việc đñịnh tính.
Độ hấp thụ caùc bức xạ phụ thuộc vaøo
nồng đñộ của chất nghieân cứu trong
dung dịch cần đño laøm cơ sở của pheùp
đñịnh lượng.
Ngoaøi ra, việc đño quang trong một ñđiều
kiện quy đñịnh về dung moâi, nồng đñộ,
bước soùng …cuõng coù theå laøm cơ sở
cho pheùp thử đñộ tinh khiết.
13. Phöông phaùp ño quang ngoaøi khaûPhöông phaùp ño quang ngoaøi khaû
naêng phaân tích caùc chaát trong dungnaêng phaân tích caùc chaát trong dung
dòch ñôn chaát tinh khieát, noù coøn giuùpdòch ñôn chaát tinh khieát, noù coøn giuùp
phaân tích caùc chaát trong dung dòchphaân tích caùc chaát trong dung dòch
hoãn hôïp nhieàu chaát, nhôø söï hoã trôïhoãn hôïp nhieàu chaát, nhôø söï hoã trôï
cuûa phaàn meàm xöû lyù vi tính.cuûa phaàn meàm xöû lyù vi tính.
Phổ ánh sáng khả kiến
14. nh lu t Lambert – BeerĐị ậ
Chiếu một chùm tia đơn sắc có cường độ I0 qua
dung dịch có chiều dày 1. Sau khi bị hấp thụ,
cường độ chùm tia còn lại I .
truy n qua T = I / IĐộ ề 0 .
h p th A= - lg T = lg ( IĐộ ấ ụ 0 / I)
Độ hấp thụ A (mật độ quang A ) của dung dịch tỷ
lệ thuận với nồng độ C của dung dịch theo biểu
thức :
A = k . l .C
15. Trong đó:
- k là hệ số hấp thụ phụ thuộc vào cấu tạo của
chất tan trong dung dịch.
- l là chiều dày lớp dung dịch
+ Trường hợp C tính theo mol/l và l tính
bằng cm, ta có k = ε
Do đó A = ε.l.C
ε được gọi là hệ số hấp thụ phân tử vì A = ε
khi C = 1mol/l và l = 1cm
ε đặc trưng cho bản chất của chất tan trong dung
dịch chỉ phụ thuộc bước sóng ánh sáng đơn sắc.
16. Để nhấn mạnh có khi người ta viết: A = ελ.l.C
+ Trường hợp C tính theo phần trăm (kl/tt) được biểu
thị bằng gam trong 100 ml dung dịch, l theo cm, k
được gọi là hệ số hấp thụ riêng hoặc hệ số tắt riêng,
ký hiệu E
A= E. l .C
A=E khi C=1% &l=1cm
Heä soá ε hay duøng trong moâ taû caáu
truùc, tính chaát quang phoå cuûa caùc chaát
höõu cô, coøn trong phaân tích kieåm nghieäm
ta hay duøng E
17. ♦ Các điều kiện áp dụng định luật
- Ánh sáng đơn sắc: Khi bước sóng thay đổi các hệ
số hấp thụ cũng thay đổi. Một chùm tia càng đơn
sắc thì định luật càng đúng.
- Cùng một dung dịch nhưng đo trên các máy khác
nhau có thể thu được các trị số A khác nhau. Có
nhiều nguyên nhân nhưng trước hết là do tính đơn
sắc của ánh sáng.
Khoaûng noàng ñoä thích hôïp: do nhieàu
nguyeân nhaân vaät lyù (söï phaûn xaï, söï
khueáùch taùn aùnh saùng), hoùa hoïc (söï
phaân ly, aûnh höôûng cuûa löïc ion)
18. maø ñònh luaät Lambert- Beer chæ ñuùng trong
moät giôùi haïn cuûa noàng ñoä. Vì vaäy khi xaây
döïng phöông phaùp ñònh löôïng caàn khaûo saùt
kyõ tröôùc ñeå tìm khoaûng noàng ñoä ñoù.
- Các yếu tố hoá học khác: Làm thế nào để chất hấp
thụ ánh sáng không bị biến đổi bởi các phản ứng hoá
học trong dung dịch. Vì vậy, pH dung dịch, sự có mặt
các chất lạ có khả năng phản ứng với chất cần đo hoặc
gây nhiễu (cản trở hay tăng cường) sự hấp thụ ánh sáng
của các chất cần đo đều phải tính đến.
19.
20. Chọn các điều kiện định lượng
1.Chọn bước sóng
Ta thường chọn bước sóng ứng với cực đại hấp
thụ lớn nhất.
- Khi đó đường chuẩn có độ dốc lớn nhất.
Cùng một sai số ∆A sai số ∆C nhỏ nhất.
- Tại λmax, sai số bước sóng ít ảnh hưởng.
2. Chọn khoảng nồng độ thích hợp
Khoảng nồng độ trong đó quan hệ giữa độ hấp
thụ và nồng độ là tuyến tính.
21. Nồng độ phải được chọn sao cho độ hấp thụ thu
được rơi vào khoảng vùng tối ưu là 0,2 – 0,8 và
càng gần 0,43 càng tốt.
3. Chọn các điều kiện làm việc khác
♦Chiết chất cần kiểm nghiệm khỏi tạp rồi mới
định lượng được.
♦Làm các phản ứng màu
♦ Ảnh hưởng của pH
Trong dung dịch nước, pH có ảnh hưởng rất
lớn đến bước sóng hấp thụ cực đại(λmax) cũng
như độ hấp thụ cực đại của dung dịch (Amax )
22. Khi pH thay đổi thì λmax của dung dịch
sẽ chuyển dịch và Amax cũng thay đổi. Nếu
λmax chuyển về bước sóng dài thì gọi là sự
chuyển đỏ (bathocromic shift). Nếu λmax
chuyển về bước sóng ngắn thì gọi là sự
chuyển xanh (hypsocromic shift).
♦Ảnh hưởng của dung môi
Có nhiều dung môi trong suốt thích hợp cho
vùng khả kiến và phần lớn vùng tử ngoại.
Các dung môi phải tinh khiết.
23. -Khi chọn dung môi trên cơ sở để hoà tan thì dung
môi không phân cực tốt hơn dung môi phân cực và
các dung môi không phân cực cho các đỉnh hấp
thụ nhọn hơn.
-Nước và các alcol đều có thể là dung môi cho
vùng tử ngoại, nhưng nếu cồn etylic có lẫn
aldehyd thì sẽ bị hấp thụ rất mạnh cho nên phải
lưu ý về độ tinh khiết của dung môi.
26. Thiết bị đo phổ UV-VISThiết bị đo phổ UV-VIS
- Phương pháp quang phổ hấp
thụ UV-VIS dựa trên khả
năng hấp thụ chọn lọc các
bức xạ rọi vào dung dịch chất
nghiên cứu, độ hấp thụ này
phụ thuộc vào nồng độ chất
tan.
27.
28.
29.
30. Một số chú ý trong thực nghiệm
- Truớc khi đo mẫu, phải bật máy trước 15
phút cho máy ổn định
- Mẫu đem đo phải bảo đảm trong
- Cốc đo phải tốt, thường cho phép sai số về
độ dày của cốc là ±0,01 mm.
- Để thu được kết quả chính xác, nên sử
dụng cùng cốc đo với mẫu chuẩn và mẫu thử
- Đặt cốc đo phải thẳng đứng trong khoang
đo mẫu, nên luôn luôn hướng cùng một mặt
của cốc đo về phía ánh sáng.
31. - Cốc đo phải đựoc tráng rửa ít nhất 3 lần
bằng dung dịch định đo
- Cốc phải được dùng cẩn thận để tránh xước,
tránh để lại vết tay trên bề mặt của cốc đo, vì
dầu từ vết tay có thể gây ra sự hấp thụ lớn.
- Khi đo mẫu được chuẩn bị trong dung môi
dễ bay hơi thì phải dùng nắp đậy trong quá trình
đo mẫu, để tránh sai số về nồng độ.
- Đối với những mẫu yêu cầu nghiêm ngặt về
nhiệt độ thì phải có bộ phận điều nhiệt trong
suốt quá trình đo..
35. Maùy quang phoå töû ngoaïiMaùy quang phoå töû ngoaïi
khaû kieánkhaû kieán
cấu tạo
- Nguồn sáng: cung cấp các bức xạ
điện từ
- Bộ phận tán sắc: có nhiệm vụ chọn
từ nguồn bức xạ một bước sóng đặc
trưng
- Bộ phận đựng mẫu đo
- Bộ phận detector dùng để đo cường
độ tia bức xạ
36. Cấu tạo chi tiết và tính năng
1. Nguồn sáng
tạo ra các bức xạ có cường độ không đổi trên toàn bộ
khoảng bước sóng, độ nhiễu thấp và ổn định trong
khoảng thời gian dài
2. Bộ phận tán sắc
tạo ra các bước sóng khác nhau từ các tia sáng được tán
sắc ở các góc khác nhau.
Bộ phận tán sắc có hai loại: lăng kính và cách tử
-Lăng kính tạo ra ánh sáng nhiều màu như cầu vồng từ
ánh sáng mặt trời.
- Cách tử tạo ra góc tán xạ tuyến tính không phụ thuộc
vào nhiệt độ
37. 3. Bộ phận đựng mẫu đo
Cốc đo phải hoàn toàn trong suốt ở tất cả các bước sóng vì bất kỳ
sự hấp thụ nào từ cốc cũng làm giảm khoảng hấp thụ tuyến tính
của mẫu đo.
a)Coác plastic. hấp thụ mạnh dưới 300nm
b) Cốc thuỷ tinh hấp thụ mạnh ở vùng dưới 320 nm
c) Cốc thạch anh hấp thụ dưới 210nm
d) Cốc đo tốt nhất hiện nay là cốc silica tổng hợp với chất lượng
cao, có thể trong suốt đến dưới 190nm
4. Detector
Detector có nhiệm vụ chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện
Các máy quang phổ thường có detector là ống nhân quang hoặc
detector diode quang.
- Ống nhân quang có chức năng tổ hợp các tín hiệu chuyển đổi
qua vài giai đoạn khuyếch đại trong thân của ống
38. -diode quang có độ nhạy thấp trong khoảng UV thấp
Giới hạn phát hiện xấp xỉ 170-1100 nm đối với detector
sử dụng silicon.
Cấu tạo của diode phát ánh sáng trắng
39.
40. Kiểm tra độ tinh khiết
Vết của tạp chất trong hợp chất hữu cơ
tinh khiết được phát hiện dễ dàng khi
nó có cường độ hấp thu đủ lớn. Ví dụ,
rượu được bán trên thị trường thường
có lẫn Benzen, được kiểm tra bằng
cách dung cuvet có b từ 4 – 10cm để
đo.
41. Nhận biết chất và nghiên cứu cấu trúc
Bằng cách 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, dù là các hợp chất có màu
như carotenoit, antocxianin,
porphirin,... hay không màu như các
alkane, alkene,...
42. Nghiên cứu sự hỗ biến
Nhiều hợp chất có thể tồn tại ở hai hay nhiều
dạng khác nhau nằm trong một cân bằng
động gọi là sự hỗ biến với mỗi dạng cấu tạo
được gọi là một dạng hỗ biến. Dạng hỗ biến
thường gặp là hỗ biến xeto (λ = 275nm; ε =
20) đặc trưng cho nhóm C = 0 cô lập, và dạng
hỗ biến enol (λ = 245nm; ε = 18000) gây nên
do nối đôi C=C và C=O liên hợp, có thể được
phân biệt khá dễ dàng trong các dung môi
khác nhau.
43. Phân tích hỗn hợp
Để phân tích các hỗn hợp phức tạp với
nhiều thành phần, người ta thường dung
PPSK lỏng với detector UV – VIS.
Các máy quang phổ UV – VIS hiện đại có
khả năng xác định các nồng độ riêng rẽ
trong hỗn hợp gồm n cấu tử. Máy sẽ sử
dụng tính chất cộng độ hấp thu để giải hệ
phương trình và cho kết quả nồng độ từng
cấu tử trong hỗn hợp phân tích.
44. Xác định khối lượng phân tử
Xác định hằng số phân ly acid – baz
Xác định hằng số phân ly acid – baz là một
trong những phương pháp quan trọng để
nghiên cứu cấu trúc các hợp chất hữu cơ.
Nội dung của phương pháp là đo phổ hấp
thu của các chất hữu cơ chứa các nhóm có
tính chất acid hay baz phụ thuộc vào pH
của môi trường
45. Xác định thành phần của phức
chất
Thành phần của phức chất trong DD có
thể được xác định bằng phương pháp
quang phổ hấp thu tử ngoại và khả kiến
theo một trong các phương pháp khác
nhau như phương pháp biến số liên tục,
phương pháp tỉ lệ mol,...
