Downloaded 814 times
Uploaded byNhat Tam Nhat Tam
đạI cương về các phương pháp quang phổ
Tài liệu cung cấp cái nhìn tổng quát về các phương pháp quang phổ, bao gồm bức xạ điện từ, phổ hấp thụ và phổ phát xạ. Nó mô tả quá trình tương tác giữa bức xạ và vật chất, cũng như các loại phổ hấp thụ và phát xạ khác nhau, cùng với ứng dụng trong phân tích mẫu. Nội dung chứa các khái niệm về năng lượng vật chất và cấu trúc của phổ hấp thụ cũng như phổ phát xạ nguyên tử.
![[123doc] - chuong-i-ii-xac-dinh-cau-truc-cac-hop-chat-huu-co-bang-cac-phuong-...](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/123doc-chuong-i-ii-xac-dinh-cau-truc-cac-hop-chat-huu-co-bang-cac-phuong-phap-pho-221023103402-cd2f6e82-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
đạI cương về các phương pháp quang phổ
- 1. ĐẠI CƢƠNG CÁC PHƢƠNGPHÁP QUANG PHỔ Lê Nhất Tâm - UIH- IBF tamnhatle@yahoo.com
- 2. Các nội dungchính: • Cơ sở của phương pháp • Bức xạ điện từ • Phân loại bức xạ điện từ • Tính chất sóng hạt của bức xạ • Năng lương vật chất • Tương tác vật chất với bức xạ điện từ • Phổ hấp thụ- Các phương pháp phổ hấp thụ • Phổ phát xạ- các phương pháp phổ phát xạ ĐẠI CƢƠNG CÁC PHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ
- 3. ĐẠI CƢƠNG CÁCPHƢƠNG PHÁP QUANG PHỔ Đại cương về các phương pháp quang phổ Cơ sở của phương pháp: Dựa trên bức xạ điện từ được phát ra hay bị hấp thụ từ mẫu. Dựa vào đặc tính của bức xạ phát ra hay hấp thụ và cường độ của chúng mà người ta có thể định tính hay định lượng thành phần các chất có trong mẫu.
- 4. BỨC XẠ ĐIỆNTỪ + Bức xạ điện từ có bản chất là sóng điện từ. Theo Maxwell thì mỗi biến thiên của điện trường đều làm phát sinh ra một từ trường và ngược lại, mỗi biến thiên của từ trường đều làm xuất hiện một điện trường trong không gian xung quanh + Khi một điện tích dao động với tần số sẽ làm xuất hiện một điện trường và một từ trường biến thiên cùng tần số. Trường tổng hợp của điện trường và từ trường gọi là trƣờng điện từ. Trường điện từ truyền trong không gian gọi là sóng điện từ Bản chất của bức xạ điện từ
- 5. • Trong sóngđiện từ, điện trường E và từ trường H luôn luôn có phương vuông góc với nhau và góc với phương truyền của sóng điện từ ( tại mỗi điểm cường độ điện trường và cường độ từ trường tăng rồi giảm đối chiếu BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
- 6. • c Tc . BỨCXẠ ĐIỆN TỪ
- 7. • Trong phổsóng điện từ có một vùng hẹp từ 390nm < < 770nm có thể thu nhận được bằng mắt gọi là bức xạ khả kiến. • Miền khả kiến chia làm 7 vùng hẹp với màu sắc khác nhau. Nếu đi từ vùng bước sóng dài tới vùng bước sóng ngắn ta có các miền: Đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím PHÂN LOẠI BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
- 8. • Nối tiếpvới miền tím về phía bước sóng ngắn là vùng tử ngoại (UV). Tia γ và tia rơngen (X) là những bức xạ điện từ có bước sóng ngắn. • Nối tiếp với với miền đỏ vùng bước sóng dài là miền bức xạ hồng ngoại( IR) , tiếp theo là miền vi sóng và sóng radio ( đài truyền thanh) MỘT SỐ QUAN NIỆM VỀ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
- 9. TÍNH CHẤT SÓNGHẠT CỦA ÁNH SÁNG Tính chất sóng: Thể hiện trong vùng bức xạ điện từ có tần số nhỏ, bƣớc sóng lớn.
- 10. TÍNH CHẤT SÓNGHẠT CỦA ÁNH SÁNG Tính chất hạt: Thể hiện trong vùng bức xạ điện từ có tần số lớn, bƣớc sóng nhỏ.
- 11. NĂNG LƢỢNG CỦAVẬT CHẤT Năng lượng phân tử hay nguyên tử là tổng các dạng năng lượng E = Eđt+Edđ+ Eq + Eđt = Năng lượng điện tử của phân tử + Edđ = Năng lượng do những dao động gây bởi tương tác giữa các nguyên tử trong phân tử . + Eq = Năng lượng do sự quay của các phân tử chung quay trong trục nào đó của nó.
- 12. TƢƠNG TÁC GIỮACÁC BỨC XẠ VÀ VẬT CHẤT • Khi chiếu bức xạ điện từ vào dung dịch chứa các phân tử thì bức xạ điện từ có thể bị khuyếch tán hoặc bị hấp thu. • Phổ phân tử chính là ghi lại sự hấp thu bức xạ bởi phân tử.
- 13. Khi phân tửhấp thu bức xạ, chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng kích thích, nghĩa là bản thân nó đã thay đổi mức năng lượng: ∆E = Ekt – Ecb = ∆Eđt +∆Edđ+ ∆Eq Và : ∆Eel > ∆Edđ> ∆Eq TƢƠNG TÁC GIỮA CÁC BỨC XẠ VÀ VẬT CHẤT
- 14.
- 15. SỰ HẤP THUBỨC XẠ CỦA VẬT CHẤT PHỔ HẤP THU Khi năng lượng kích thích đạt giá trị 0,03- 0,3 Kcal/mol, trạng thái quay của phân tử bắt đầu bị kích thích nhưng trạng thái dao động và trạng thái điện tử vẫn không đổi. Lúc này ta phổ quay có bước sóng dài như hồng ngoại xa h Eq q
- 16. Khi năng lượngchuyển động nhiệt tăng lên 0,3- 12Kcal/mol, trạng thái điện tử của phân tử cũng chưa bị kích thích nhưng trạng thái dao động bắt đầu bị kích thích. Những photon tương ứng với biến thiên năng lượng dao động có bước sóng vào cở: λ= 2500nm- 0,1mm ứng với bức xạ vùng hồng ngoại.Lúc này ta có phổ thu được là phổ dao động h Edđ dđ SỰ HẤP THU BỨC XẠ CỦA VẬT CHẤT PHỔ HẤP THU
- 17. • Khi kíchthích các điện tử với năng lượng cao hơn, vào khoảng vài chục đến vài trăm Kcal/mol, thì lúc đó trạng thái điện tử bắt đầu bị kích thích. Bức xạ lúc đó ứng với vùng khả kiến và tử ngoại. • Khi bức xạ bị hấp thu làm ảnh hưởng trạng thái điện tử của phân tử phổ thu được có tần số h Eel el el SỰ HẤP THU BỨC XẠ CỦA VẬT CHẤT PHỔ HẤP THU
- 18. PHỔ HẤP THU •Đường biểu diễn sự giảm năng lượng bức xạ theo đại lượng đặc trưng của bức xạ ( như độ dài sóng, tần số hay số sóng) khi bức xạ chiếu qua mẫu gọi là phổ hấp thu. • Vật hấp thu ở dạng nguyên tử hay phân tử ta có phổ hấp thu nguyên tử hay phân tử tương ứng • Tần số bức xạ bị hấp thu có ý nghĩa đặc trưng có cấu trúc vật chất . Nghiên cứu tần số hấp thu trên phổ để nhận diện hay định tính mẫu. Dựa vào phổ hấp thu có thể định lượng mẫu.
- 19.
- 20. CÁC LOẠI PHỔHẤP THỤ • Phổ hấp thụ phân tử: + Phổ hấp thu UV-VIS + Phổ hấp thu IR • Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
- 21. Absorption spectroscopy • Địnhnghĩa : quang phổ hấp thu là phương pháp nghiên cứu về sự hấp thu bức xạ. Bức xạ bị hấp thu được xác định thông qua tần số hay bước sóng của bức xạ khi bức xạ tương tác với mẫu • Sự thay đổi cường độ của quá trình hấp thu tạo nên phổ hấp thu. Phổ hấp thu được trình bày dưới dạng phổ điện từ CÁC LOẠI PHỔ HẤP THỤ
- 22. U.V- Vis Spectrophotometry Làphổ hấp thu trong đó tất cả các phân tử hấp thụ ở bước sóng tương ứng với trong vùng UV- Vis. Trong thực phẩm phương pháp này dùng để định tính hay định lượng các chất có liên quan tới liên kết C-N hay C=O v.v.. Như định lượng hàm lượng protein CÁC LOẠI PHỔ HẤP THỤ
- 23. CÁC LOẠI PHỔHẤP THỤ
- 24. Phổ IR: Làphổ hấp thu trong đó tất cả các phân tử hấp thụ ở bước sóng ánh sáng tương ứng với trong vùng IR. Quang phổ hồng ngoại cung cấp khả năng đo các loại dao động khác nhau của các liên kết giữa các nguyên tử ở các tần số khác nhau. CÁC LOẠI PHỔ HẤP THỤ
- 25. Phổ nghiên cứusự hấp thu trong vùng từ 1- 2,5µm, 2,5-25µm, ngoài 25µm Phổ hồng ngoại thu được của Polystyren trong vùng mid IR CÁC LOẠI PHỔ HẤP THỤ
- 26. Atomic absorption spectroscopy •Định nghĩa : phổ hấp thu nguyên tử là kỹ thuật dùng để xác định hàm lượng của các kim loại có trong mẫu thử • Kỹ Thuật này có thể dùng để phân tích hàm lượng trên 70 nguyên tố kim loại khác nhau có trong dung dịch Atomic Absorption Spectrometer CÁC LOẠI PHỔ HẤP THỤ
- 27. Các quá trìnhxảy ra khi nguyên tử hóa bằng ngọn lửa 27 Dung dịch Phun sƣơng Sƣơng Loại dung môi Sol khí khô Bay hơi Nguyên tử tự do Dạng phân tử Dạng ion CÁC LOẠI PHỔ HẤP THỤ
- 28. SỰ PHÁT XẠCỦA VẬT CHẤT Vật chất ở dạng nguyên tử hay phân tử, nhận năng lượng bức xạ thích hợp, chuyển mức năng lượng thấp (bền) lên mức năng lượng cao hơn (kém bền), có khuynh hướng trở lại mức năng lượng thấp hơn và có thể phát ra bức xạ, đó là hiện tương phát xạ.
- 29. SỰ PHÁT XẠCỦA VẬT CHẤT
- 30. SỰ PHÁT XẠCỦA VẬT CHẤT
- 31. SỰ PHÁT XẠCỦA VẬT CHẤT
- 32. CÁC LOẠI PHỔPHÁT XẠ • Phổ phát xạ nguyên tử (AES) • Phổ huỳnh quang • Phổ phát xạ ion (ICP)
- 33. Atomic emission spectroscopy •Định nghĩa : là một phương pháp định lượng dựa trên việc đo cường độ bức xạ phát ra từ các nguyên tử khi chúng chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản. Từ đó người ta xác định hàm lượng chất xác định. CÁC LOẠI PHỔ PHÁT XẠ
- 34. Phổ huỳnh quang •Địnhnghĩa : trong phương pháp này lượng chất có trong mẫu có thể được xác định bởi lượng bức xạ phát ra bởi các nguyên tử cấu tạo nên mẫu.. • Phương háp này dựa trên hiện tượng huỳnh quang “fluoroscence”. CÁC LOẠI PHỔ PHÁT XẠ
- 35. Các quá trìnhxãy ra trong ICP CÁC LOẠI PHỔ PHÁT XẠ