pho tu ngoai pho kha kien

1) Cô sôû lyù thuyeát cuûa phöông phaùp2) Ñònh luaät BEER3) Kyõ thuaät ñònh löôïng baèng phoå UVVIS4) Thieát bò ño phoå UVVIS5) ÖÙng duïngPhương 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. 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

PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ

LÀ GÌ???

Ph ng pháp phân tích quang h c d a trên ươ ọ ự

vi c nghiên c u s t ng tác c a b c x ệ ứ ự ươ ủ ứ ạ ánh sáng trên ch t kh o sát ho c s phát ra ấ ả ặ ự các b c x ánh sáng d i m t tác đ ng hĩa ứ ạ ướ ộ ộ

lý nào đĩ.

KHÁI NIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP

Ph ng pháp quang ph t ngo i kh ươ ổ ử ạ ả

ki n, hay còn g i là ph ng pháp quang ế ọ ươ

ph h p th , hay ph ng pháp đo quang ổ ấ ụ ươ

d a trên kh n ng h p th ch n l c các ự ả ă ấ ụ ọ ọ

b c x r i vào dung d ch c a ch t nghiên ứ ạ ọ ị ủ ấ

c u trong m t dung môi nh t đ nh ứ ộ ấ ị

Màu sắc của ánh sáng:

Tu theo b c sóng ánh sáng ỳ ướ

được chia thành từng vùng sóng :-Vùng t ngo i 185 – 400 nmử ạ

-Vùng kh ki n 400 – 760 nmả ế

Johann Wilhelm Ritter

William Herschel

Phổ thu được từ một số nguồn sáng phổ biến

Các b c sóng c c đđ i h p th đđ c ướ ự ạ ấ ụ ặ

Ngoài ra, vi c đđo quang trong m t đđi u ệ ộ ề

ki n quy đđ nh v dung môi, n ng đđ , b c ệ ị ề ồ ộ ướsóng …cũng có thể làm c s cho phép th ơ ở ử

đđ tinh khi t.ộ ế

Phương pháp đo quang ngoài khả năng phân tích các chất trong dung dịch đơn chất tinh khiết, nó còn giúp phân tích các chất trong dung dịch hỗn hợp nhiều chất, nhờ sự hỗ trợ của phần mềm xử lý vi tính.

Phổ ánh sáng khả kiến

nh lu t Lambert – Beer Đị ậ

dung dịch có chiều dày 1 Sau khi bị hấp thụ,

cường độ chùm tia còn lại I

truy n qua T = I / I

h p th A = - lg T = lg( 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

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

Để nhấn mạnh cĩ 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 Hệ số ε hay dùng trong mô tả cấu trúc, tính chất quang phổ của các chất hữu cơ, còn trong phân tích kiểm nghiệm ta hay dùng E

♦ Câc điều kiện âp dụng định luật

- Ânh sâng đơn sắc: Khi bước sóng thay đổi câc hệ

số hấp thụ cũng thay đổi Một chùm tia căng đơn sắc thì định luật căng đúng.

- Cùng một dung dịch nhưng đo trín câc mây khâc nhau có thể thu được câc trị số A khâc nhau Có

nhiều nguyín nhđn nhưng trước hết lă do tính đơn sắc của ânh sâng.

Khoạng noăng ñoô thích hôïp: do nhieău nguyeđn nhađn vaôt lyù (söï phạn xá, söï khueẫch taùn aùnh saùng), hoùa hóc (söï phađn ly, ạnh höôûng cụa löïc ion)

mà định luật Lambert- Beer chỉ đúng trong một giới hạn của nồng độ Vì vậy khi xây dựng phương pháp định lượng cần khảo sát kỹ trước để tìm khoảng nồng độ đó

- Các yếu tố hố học khác: Làm thế nào để chất hấp

thụ ánh sáng khơng bị biến đổi bởi các phản ứng hố học trong dung dịch Vì vậy, pH dung dịch, sự cĩ mặt các chất lạ cĩ 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.

Chọn các điều kiện định lượng

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

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

-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

Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến

Thiết bị đo phổ UV-VIS

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

- 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

MÁY QUANG PHỔ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN HÓA HỌC KIM LOẠI

Máy quang phổ tử ngoại khả kiến 2 chuøm tia

Máy quang phổ tử ngoại khả kiến

c u t o ấ ạ

- Ngu n sáng ồ : cung c p các b c x đi n t ấ ứ ạ ệ ừ

- B ph n tán s c ộ ậ ắ : cĩ nhi m v ch n t ệ ụ ọ ừ ngu n b c x m t b c sĩng đ c tr ng ồ ứ ạ ộ ướ ặ ư

- B ph n ng m u o ộ ậ đự ẫ đ

- B ph n detector ộ ậ dùng đ đo c ng đ tia ể ườ ộ

b c x ứ ạ

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

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

- Ống nhân quang có chức năng tổ hợp các tín hiệu chuyển đổi qua vài giai đoạn khuyếch đại trong thân của ống

-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

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.

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,

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.

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

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,