Phương pháp phổ tử ngoại và khả kiến (uv vis)

Phương pháp phổ tử ngoại và khả kiến (uv vis)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỐ CHÍ MINH

KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

PHƯƠNG PHÁP PHỔ TỬ NGOẠI VÀ KHẢ KIẾN

1

I GiỚI THIỆU

I.1 Lịch sử nghiên cứu:

• Joseph von Fraunhofer ( 1787 – 1826 ) là người đầu tiên

khám phá ra máy quang phổ.

• Năm 1859 Kirchhoff và Bunsen cùng với nhiều nhà vật lý nổi tiếng và thiết bị ‘Spektralapparat ‘ đã phát hiện ra sự hấp thu và phát xạ.

2

Năng lượng phá vỡ

hạt nhân nguyên tử

Năng lượng phá vỡ

electron của nguyên tử

Biến đổi năng lượng của

Nhận biết các nhóm chức

Cộng hưởng từ hạt

I.2 Sự chuyển mức năng lượng:

Biến đổi năng lượng của

electron trong nguyên tử

Cộng hưởng từ hạt nhân

3

 Năng lượng mà phân tử phát xạ hay hấp thụ vào được tính:

 ∆ E = E2 – E1 = hν = hc/λ

 + ∆E > 0 thì xảy ra sự hấp thụ năng lượng bức xạ điện từ.

 + ∆E < 0 thì xảy ra sự phát xạ năng lượng.

4

Kiểu chuyển đổi năng lượng Vùng bước sóng Thiết bị quang phổ

Hấp thu

Tia γ Máy quang phổ Mossbauer Tia X Máy hấp thụ quang phổ tia X UV/Vis Máy hấp thu nguyên tử AAS Microwave Máy quang phổ vi sóng Sóng radio Máy quang phổ từ hạt nhân

Phát xạ

UV/Vis Tia X

Máy phát xạ nguyên tử Máy quang phổ huỳnh quang Máy phát lân quang

ỨNG DỤNG QUANG PHỔ ĐiỂN HÌNH CHO SỰ THAY ĐỔI NĂNG LƯỢNG

Máy phát lân quang Máy quang phổ phát xạ huỳnh quang nguyên tử

Máy phát xạ huỳnh quang tia X

5

II

II Định Định luật luật Lambert Lambert – – Beer Beer

II.1

II.1 Định Định nghĩa nghĩa::

Khi chiếu một chùm tia

sáng đơn sắc đi qua một môi

 Độ hấp thụ A (mật độ quang A ) của dung dịch tỷ lệ thuận với nồng độ C của dung dịch theo biểu thức :

 II.2 Ý nghĩa của các đại lượng:

+ Hệ số hấp thu mol ε : phụ thuộc vào

bản chất của mỗi chất, bước sóng λ, nhiệt

II

II Định Định luật luật Lambert Lambert – – Beer ( Beer (tt tt): ):

bản chất của mỗi chất, bước sóng λ, nhiệt

độ, chiết suất

+ Độ hấp thu quang A : là đại lượng thể

hiện cường độ hấp thu quang

8

Khi một chất tan vào trong dung môi, độhấp thu đo được bằng tổng độ hấp thu của

chất tan và dung môi Vậy nên ta phải chọn

II

II Định Định luật luật Lambert Lambert – – Beer ( Beer (tt tt): ):

chất tan và dung môi Vậy nên ta phải chọndung môi sao cho λmax của dung môi phải

cách xa chất tan

9

Đồ thị hấp thu quang phổ của một số chất

• Ứng với mỗi bước dịch chuyển năng

lượng thì có một mũi phổ trên biểu đồ.

• Nếu vùng hấp thu nằm trong vùng ánh

sáng khả kiến thì hợp chất có màu.

• ∆E càng lớn thì càng hấp thu về phía

Tia bị hấp thụ

màu

Màu của chất hấp phụ

III MÁY QUANG PHỔ UV

 III.1 Sơ đồ cấu tạo:

12

III.1

III.1 Sơ Sơ đồ đồ cấu cấu tạo tạo ((tt tt): ):

13

Bộ tạo đơn sắc

Thiết bị tán sắc Đèn tungsten

Lăng kính

14

Hấp thu của các nhóm mang màu không

liên hợp

Các hợp chất no

Có hai loại chuyển mức    * n   *

18

Nhóm C = O và C = S n   *    *

20

Bước sóng hấp thu cực đại của một số hợp

chất

21

Hấp thu của Đien và Polien liên hợp

22

161 nm

23

HỢỢP CHP CHẤẤT THT THƠƠMM

27

Phổ UV – VIS của Benzen

28

PI3 360 8800 Et2O NO3- 302; 194 7; 8800 H2O AsI3 378 1600 Ete dầu

hỏa

N2O22- 248 4000 EtOH

30

PHỨC CHẤT

31

Sự tách mức năng lượng của phức chất

32

Sự tách mức năng lượng của phức chất bát

diện

33

a) Kiểm tra độ tinh khiết:

Vết của tạp chất trong hợp chất tinh khiết

sẽ được phát hiện dễ dàng

b) Nhận biết chất và nghiên cứu cấu trúc:

III.2

III.2 Ứng Ứng dụng dụng pp pp phổ phổ UV UV VIS VIS

b) Nhận biết chất và nghiên cứu cấu trúc:

So sánh phổ hấp thu với phổ hấp thu của

mẫu chuẩn => chất cần tìm

36

 c) Nghiên cứu sự hỗ biến:

Nhiều hợp chất tồn tại ở hai hay nhiều

dạng khác nhau nằm trong một cân bằng

động gọi là sự hỗ biến, mỗi dạng cấu tạo

III.

III.2 2 Ứ Ứng ng d dụ ụng ng pp pp ph phổ ổ UV UV VIS ( VIS (tt tt))

động gọi là sự hỗ biến, mỗi dạng cấu tạo

gọi là 1 dạng hỗ biến, có thể được phân

biệt trong các dung môi khác nhau

37

 d) Xác định khối lượng phân tử:

Muốn biết KLPT của A biến A thành dẫn

 e) Xác định hằng số phân ly acid-bazo:

Là một trong những pp quan trọng đểnghiên cứu cấu trúc các hợp chất hữu cơ.Nội dung của phương pháp là đo phổ hấp

III.

III.2 2 Ứ Ứng ng d dụ ụng ng pp pp ph phổ ổ UV UV VIS ( VIS (tt tt))

Nội dung của phương pháp là đo phổ hấpthu của các chất hữu cơ chứa các nhóm cótính chất acid hay bazo phụ thuộc vào pHcủa môi trường

39

40