uv-vis, phan tich hien dai

1. UV-VIS 1
Phổ tử ngoại-khả kiến
(UV-VIS spectrometry)
Phổ kích thích electron

2. UV-VIS 2
UV-VIS
 Cơ sở lý thuyết
 Sự hấp thu bức xạ UV-VIS của hợp chất vô cơ
và phức chất
 Sự hấp thu bức xạ UV-VIS của hợp chất hữu cơ
 Kỹ thuật thực nghiệm và ứng dụng

3. UV_VIS 3
Nguyên tắc phương pháp
Hấp thu hay phát xạ
(Absorption or emission)
Bức xạ điện từ
(Electromagnetic
radiation)
Mẫu (Sample)
Định tính
(Qualitative
analysis)
Định lượng
(Quantitative
analysis)

4. UV_VIS 4
Bức xạ điện từ
(Electromagnetic
radiation)
 Tính chất sóng (Wave Properties)
 Tính chất hạt (Particle Properties)
Phöông truyeàn

 Bước sóng (wavelength)  (cm,
m, nm, A)
 Tần số (frequency)  (s –1)
 Vận tốc ánh sáng trong chân
không (the velocity of light), c
c = .  = 3 x 10 10 cm/s
 Số sóng (wavenumber),  (cm –1)
 = 1/  = /c
E = h  = hc/  = h.c. 
E (eV, kcal/mol)
h: Planck constant = 6,626.10 –34
J.s = 6,626.10 –27 erg.s = 6,59 eV.s
Bức xạ là chùm hạt photon
mang năng lượng xác định
Bức xạ là một dạng năng lượng
truyền đi trong không gian theo
dạng sóng hình sin

5. UV-VIS 5
Phổ bức xạ điện từ (Electromagnetic
spectrum)

6. UV_VIS 6
Phổ bức xạ điện từ
(Gamma rays) X rays Ultraviolet Visible Infrared Radio waves

UV-VIS IR
RedOrangeYellowViolet GreenBlue
760 nm380 nm
E = h  = hc/  = hc 
NMR
NMR: Nuclear Magnetic Resonance
Colorimetry

7. UV-VIS 7
Ánh sáng khả kiến (Visible lights)

8. UV_VIS 8
Ánh sáng khả kiến

9. UV_VIS 9
Nguyên tắc phương pháp
Hấp thu hay phát xạ
(Absorption or emission)
Bức xạ điện từ
(Electromagnetic
radiation)
Mẫu (Sample)
Định tính
(Qualitative
analysis)
Định lượng
(Quantitative
analysis)

10. UV_VIS 10
Hấp thu và phát xạ
(Absorption and emission)
Trạng thái kích thích
(The excited state)
Trạng thái cơ bản
(The ground state)
h
E1
E0
 Ee = E1 – E0
E = Ee + Ev + Er
Ee : năng lượng electron (electron
energy)
Ev: năng lượng dao động
(vibration energy)
Er: năng lượng quay (rotation
energy)
UV-Vis spectroscopy Electronic spectroscopy

11. UV_VIS 11
Sơ đồ thiết bị UV-VIS

12. UV_VIS 12
Nguồn (Source)

13. UV_VIS 13
Thiết bị tạo tia
đơn sắc (Grating
monochromator)
Typical grating monochromator
Bức xạ đa sắc
Tia đơn sắc

14. UV_VIS 14
Detector

15. UV_VIS 15
Detectors
Phototubes and photomultipliers (transducers) contain a photosensitive
surface that absorbs radiation in the ultraviolet, visible, and near infrared
(IR), producing an electric current proportional to the number of photons
reaching the transducer.

16. UV-VIS 16

17. UV_VIS 17
Sơ đồ thiết bị

18. UV_VIS 18
Sơ đồ thiết bị UV-VIS

19. UV_VIS 19
Sơ đồ thiết bị

20. UV/VIS instrument
Đại cương quang 20

21. UV_VIS 21
Instrument

22. UV_VIS 22
Instrument

23. UV_VIS 23
Phổ UV-VIS (UV-VIS spectrum)

24. UV_VIS 24
Phổ hồng
ngoại (IR
spectrum)

25. UV-VIS 25
Thiết bị
Böùc xaï
Keát quaû
Vaät chaát
Ño
Ghi
tín hieäu
Detector
Taïo tia
ñôn saéc

26. UV-VIS 26
Thiết bị

27. UV-VIS 27
Thiết bị

28. UV-VIS 28
Thiết bị

29. UV-VIS 29
Thiết bị

30. UV-VIS 30
Thiết bị

31. UV-VIS 31
Thiết bị

32. UV-VIS 32
Thiết bị

33. UV-VIS 33
Phổ UV-VIS

34. UV-VIS 34
Phổ UV-VIS

35. UV-VIS 35
Định luật Lamber-Beer
I R
I o
I A
I T
IO = IR + IA + IT = IA + IT
(bề mặt chậu đo nhẵn)
Độ truyền suốt T
(Transmittance)
T = IT/Io hay
T% = 100 x IT/Io
Độ hấp thu A (Absorbance)
A = log I0/IT = log 1/T = log
100/ T% = 2 – log T%

36. UV-VIS 36
Định luật Lamber-Beer
I R
I o
I A
I T
 Hệ số hấp thu mol, (L x mol -1 x cm -1)
b: bề dày cuvet đo
C: nồng độ cấu tử, mol/L
A =  b C
 Tùy thuộc bản chất cấu tử, độ dài sóng λ đo, to
 Hệ số hấp thu riêng, (L x g -1 x cm -1)
C: nồng độ cấu tử, g/L

37. UV-VIS 37
Định luật
Lamber-Beer

38. UV-VIS 38
Giới hạn định luật Lamber-Beer
 Ánh sáng qua mẫu không hoàn toàn
đơn sắc
 Ảnh hưởng của dd khảo sát (pha loãng,
độ bền của dd đo, nồng độ dd...)

39. UV-VIS 39
Những yếu tố ảnh hưởng cường
độ hấp thu
 Vận hành máy (tạo bức xạ đơn sắc, chọn bức xạ, giữ
nhiệt độ cố định, chọn cuvet đo, tăng bề dày dd, loại ảnh
hưởng cấu tử phụ)
 Kỹ thuật đo
 Bản chất dd
 Nồng độ dd
 Ảnh hưởng do pha loãng, hay do pH
 Ảnh hưởng của thời gian
 Ảnh hưởng của các dạng phức

40. UV-VIS 40
Ứng dụng
 Định lượng
 Dd 1 cấu tử
 Dd 2 cấu tử
 PP chuẩn độ quang
 Kiểm tra độ tinh khiết
 Nhận biết cấu trúc
 Xác định hằng số phân ly acid-baz
 Xác định thành phần phức chất

41. UV-VIS 41
Định lượng – dd chứa 1 cấu tử
 (1) A = bc. Biết A, , b. Tính C.
 (2) Ac = bCc, Am = bCm ; Am/ Ac = Cm/Cc  Cm = Cc x Am/Ac
 (3) Am = bCm, A’m = b(Cm + Cc); A’m- Am = bCc ;
Am/ A’m - Am = Cm/C Cm = Cc x Am/ A’m - Am
 (4)
C0 C1 C2 C3 C4 C5 M0 M1
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A(M0) A(M1)A
C, mol/L
A1
C1
A2
C2
A3
C3
A5
C5
Cm
A(M1) – A(M0)
A4
C4

42. UV-VIS 42

43. UV-VIS 43

44. UV-VIS 44
Cân bằng nhiễu
,...HL)(
H
21 MLOHM
LHO
MLLM




Cân bằng chính
3
10
]'[
][

M
ML
Cân bằng nhiễu có màu
32
10
][
][ 

ML
ML
3
10
][
])([ 

M
OHM x
Cân bằng tạo tủa

45. UV-VIS 45
Dung dịch hai cấu tử

46. UV-VIS 46
Dung dịch hai cấu tử
 max của từng cấu tử cách xa nhau
 max của từng cấu tử gần nhau (áp dụng
tính chất cộng độ hấp thu)
IIIIII
IIII
II
IIIIII
IIII
I
IIIIIIIII
IIIIIIIII
AA
C
AA
C
bCbCAAA
bCbCAAA
2112
2112
2112
2112
22222
11111





















47. UV-VIS 47
Dung dịch 2 cấu tử - Ví dụ

48. UV-VIS 48
Dung dịch 2 cấu tử - Ví dụ
A550 = 0.183 = 9970 CFe + 34 CCu
A396 = 0.109 = 84 CFe + 856 CCu
Fe 3+ = 1.80 X 10 -5 M
Cu 2+ = 1.26 X 10 -4 M

49. UV-VIS 49
Xác định hằng số phân ly của 1 acid yếu
][
]][[
HA
AH
KHA


][
][
][ 


A
HA
KH HA
][
][
lg
HA
A
pKpH HA


Pha 1 dung dịch có nồng độ
HA biết trước
Điều chỉnh pH dd acid – đo A
của dd tại  max
Điều chỉnh pH dd baz – đo A
của dd tại  max
Đo pH dd tại pH trung gian
nào đó tại các bước sóng 
max tương ứng
HA H+ + A-
Tính nồng độ [A-], [HA]. Biết
pH, tính được K HIn

50. UV-VIS 50
Phương pháp biến số liên tục (Method of
continuous variations)

51. UV-VIS 51
Xác định thành phần phức chất
yMLyLM  

52. UV-VIS 52
Phương pháp biến số liên tục (continuous
variations)
iLiMtot nnn )()( 
tot
iM
iLiM
tot
iL
iL
n
n
XX
n
n
X
)(
)(1)(
)(
)(



53. UV-VIS 53
Method of continuous variations
3
75.01
75.0
1





L
L
X
X
y

54. UV-VIS 54
Phương pháp tỉ
lệ mol (mole-
ratio method)

55. UV-VIS 55
The mole-ratio method

56. UV-VIS 56
The mole-ratio method

57. UV-VIS 57
Phổ UV-VIS trong phân tích cấu trúc phân
tử

58. UV-VIS 58
Một số thuật ngữ
 Nhóm mang màu (chromophores) – nhóm nguyên
tử có chứa electron lãnh trách nhiệm hấp thu
bức xạ
 Một số nhóm mang màu quan trọng:
 Nối đôi liên hợp (Conjugated double bonds)
 Hệ thống vòng thơm (Aromatic systems)
O
N

59. UV-VIS 59
Một số thuật ngữ
 Nhóm trợ màu (auxochrome) – nhóm có ít nhất
một cặp electron n, tạo liên hợp với liên kết
của nhóm mang màu (-SH, -NH2, OH…)
 Hiệu ứng trường sắc (bathochromic effect)
hay chuyển dịch đỏ (red shift) – sự chuyển giá
trị  max về phía có bước sóng dài hơn
 Hiệu ứng cận sắc (hypsochromic effect) hay
chuyển dịch xanh (blue shift) – sự chuyển giá
trị  max về phía có bước sóng ngắn hơn

60. UV-VIS 60
Một số thuật ngữ
 Hiệu ứng đậm màu (heperchromic effect) –
hiệu ứng dẫn đến sự tăng cường độ hấp thu
(tăng giá trị )
 Hiệu ứng nhạt màu (hypochromic effect)– hiệu
ứng dẫn đến sự giảm cường độ hấp thu (giảm giá
trị )

61. UV_VIS 61
Sự hấp thu của hợp chất vô cơ

62. UV-VIS 62
Sự hấp thu của phân tử hữu cơ
E

*
*

n
Sự phân bố năng lượng
 - * > n - * >  -  * > n -  *
 -  * (200 – 300 nm)
 - * (150 nm)
n - * (150 – 200 nm)
n -  * (> 300 nm)
Ví duï
 Orbital phân tử liên kết
E
Orbital nguyên tử
* Orbital phân tử phản liên kết
 - *
 -  *
n - *
n -  *

63. UV-VIS 63
Chromophore Notation of transition max(nm)
-bonded electrons
C-C and C-H   * ~150
lone pair electrons
-O- n  * ~185
-N< n  * ~195
-S- n  * ~195
>C=O n  * ~300
>C=O n  * ~190
-bonded electrons
>C=C< (isolated)   * ~190
>C=O   * ~190
quan sát
được trong
phổ UV
Absorption of Simple Unconjugated
Chromophores

64. UV-VIS 64
Nối đôi liên hợp (Conjugated Systems Absorb at
Longer Wavelength)
HOMO - highest occupied
molecular orbital
LUMO - lowest unoccupied
molecular orbital
*

*
*
2
1
A B
isolated
double bond two conjugated
double bonds

65. UV-VIS 65
Conjugated Systems Absorb at Longer
Wavelength

66. UV-VIS 66
Conjugated Systems Absorb at Longer
Wavelength

67. UV-VIS 67
Chọn dung môi (Solvent)
 Dung môi không hấp thu trong vùng bước sóng
phân tích
 Dung môi không tạo phức với chất phân tích
 Ảnh hưởng của dung môi lên cấu trúc phân tử.

68. UV-VIS 68
Solvent Lower wavelength limit (nm)
Water 205
Ethanol 210
Hexane 210
Cyclohexane 210
Methanol 210
Diethyl ether 210
Acetonitrile 210
Tetrahydrofuran 220
Dichloromethane 235
Chloroform 245
Carbon tetrachloride 265
Benzene 280
Chọn
Dung môi

69. UV-VIS 69
Ảnh hưởng của dung môi