Đang tải... (xem toàn văn)
Tương tác của bức xạ với vật chấtBức xạ (sóng ,hạt) tương tác với vật chất truyền 1 phần EE này làm biến đổi trạng thái phân tử, nguyên tử dưới dạng năng lượng của :e, dao động, quay phân tử E : gọi là năng lượng kích thích E = hcλλkt càng bé thì Ekt lớn, gây ra pưhh, hoặc dao động PT, NT...Sau khi bị kích thích, hạt cơ bản bị kích thích, E tách ra theo 3 dạng:EUV: làm biến đổi hóa học (lĩnh vực hóa quang)E huỳnh quang : photon tách ra có E bé hơn Ekt (huỳnh quang)Ekt làm cđ quay,dao động của nguyên tử, e sang kích thích,rồi biến thành cđ nhiệt (lĩnh vực trắc quang)
MƠN HỌC CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VẬT LÝ ỨNG DỤNG TRONG HÓA HỌC TS Đinh Thị Trường Giang Bộ mơn: Hóa phân tích Trường Đại học Vinh 1/148 ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ Khái niệm pp phân tích quang phổ: Hệ pppt quang học sở ứng dụng t/c quang học nguyên tử, ion, phân tử, nhóm phân tử THEO ĐẶC TRƯNG PHỔ Phân loại: PPPT Phổ NT PPPT Phổ PT Phổ Rơn Ghen Phổ cộng hưởng từ PPPT khối phổ AES AAS AFS (NT) UV-VIS IR-NIR Tán xạ Raman e htri+pt PX tia X HQ tia X NX tia X (e nội NT) CHe (ERMS) CH từ P(ERMS) (e, p) ICP-MS (m PT, mảnh ion, ion) Đinh Thị Trường Giang 2/148 ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ Theo độ dài sóng tia γ( Edđ >Eqy) Ở 0oK: e khơng bị kt, quay khơng diễn ra, có dao động Ekt tăng 0,03 - 0,3kcal/mol (vi sóng,hồng ngoại xa): quay bắt đầu diễn ra: ν quay = ΔEq/h Ekt tăng 0,3 - 12 kcal/mol: e chưa kt, λ =2,5-100μm(bxa hồng ngoại gần ) :có dao động phân tử νdđ = ΔEdđ/h thu phổ vạch ν = νquay + νdđ Đinh Thị Trường Giang 7/148 ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ Năng lượng bước chuyển nguyên tử phân tử λkt = 190-800nm, Ekt lớn hàng chục, hàng trăm Kcal/mol( tử ngoại - khả kiến), phân tử hấp thụ xạ lớn Ekt (e) ta có ν = νel +νdđ + νqy Các e, nguyên tử tự hấp thụ xạ có Ekt lớn, chuyển sang trạng thái có E cao hơn: sau hấp thụ , phát xạ, sang trạng thái khác xạ: pp: AAS, AES, AFS Em +hν +ΔEnhiệt -hν +hν1 -hν2 E0 AES AAS Đinh Thị Trường Giang AFS 8/148 ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ Năng lượng bước chuyển nguyên tử phân tử Đinh Thị Trường Giang 9/148 ĐẠI CƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ Đại cương thiết bị đo quang phổ Đinh Thị Trường Giang 10/148 PHƯƠNG PHÁP PT PHỔ NGUYÊN TỬ -PP AAS Các yếu tố ảnh hưởng AAS Các yếu tố hóa học Thành phần mẫu: (Matrix effect) - Do tồn hợp chất hữu bền nhiệt môi trường hấp thụ - Tăng to nguyên tử hóa hay thêm phụ gia: LaCl3, SrCl2, LiCl, KCl, AlCl3 sử dụng rộng rãi phép đo F-AAS, ETA-AAS hay dùng LiBO2, NH4NO3 Ảnh hưởng dung môi hữu cơ: - DMHC tăng độ nhạy lên 2÷3 lần, khơng tinh khiết gây nhiễm bẩn mẫu Dung mơi MIBK (Mêthyl izotutyl ketone) điển hình để chiết phức MeAPDC cho phép đo F-AAS (APDC: Aminium Pyrolydine Dithio Carbamate) Đinh Thị Trường Giang 93/148 PHƯƠNG PHÁP PT PHỔ NGUYÊN TỬ -PP AAS Phân tích định lượng phổ AAS: Giữa độ hấp thụ vạch phổ nguyên tố phân tích nồng độ mơi trường hấp thụ tn theo định luật LamBe-Bia Nếu chiếu chùm tia sáng đơn sắc cường độ Io qua môi trường chứa loại nguyên tử tự nồng độ C bề dày l thì: Io Aλ = lg = k'lC I Giống trắc quang, AES AAS có nhiều phương pháp để định lượng: phương trình đường chuẩn, phương pháp thêm tiêu chuẩn, phương pháp đồ thị không đổi, phương pháp dùng mẫu chuẩn Đinh Thị Trường Giang 94/148 PHƯƠNG PHÁP AAS KỸ THUẬT HÓA HƠI LẠNH XÁC ĐỊNH Hg KỸ THUẬT HÓA HƠI LẠNH XÁC ĐỊNH Hg Đặc điểm Hg: Dễ bay to, P thường nên thường sử dụng phương pháp AAS hóa lạnh (Cold - Vapor - AAS: CV-AAS) Thiết bị: Ngồi thiết bị AAS có hệ thống phụ tùng cho kỹ thuật hóa lạnh Nguyên nhân dùng kỹ thuật hóa lạnh: Nhiệt độ nguyên tử hóa (từ ion sang nguyên tử) cao (Hg2+ → Hg hơi, As3+→Aso hơi) Tuy nhiên, nhiệt độ bay nguyên tử thấp Nếu dùng F - AAS, ETA - AAS dễ bị mẫu Kỹ thuật áp dụng cho Hg, As, Se, Te, Sb, Sn, Bi dễ chuyển nguyên tử tự hiđrua dễ bay nhờ chất khử: Bột Zn, Mg, NaBH4, SnCl2 95/148 PHƯƠNG PHÁP AAS KỸ THUẬT HÓA HƠI LẠNH XÁC ĐỊNH Hg KỸ THUẬT HÓA HƠI LẠNH XÁC ĐỊNH Hg Phản ứng: 2NaBH4 + Hg2+ → Hgo +B2H6 ↑+H2 +2Na+ Hg2+(dd) → Hg → Hgo (hơi to phòng) SnCl2 + Hg2+→ Sn4+ + Hg + 2Cl Phản ứng diễn bình kín, sau Hg nhờ khí mang dẫn tới cuvet thạch anh nằm chùm sáng đèn catot rỗng để đo AAS 96/148 PHƯƠNG PHÁP AAS KỸ THUẬT HĨA HƠI LẠNH XÁC ĐỊNH Hg Khí mang N2, Ar NaBH4 đến phận nguyên tử hóa Mẫu axit hóa Sơ đồ thiết bị hóa lạnh: 97/148 PHƯƠNG PHÁP AAS KỸ THUẬT HIĐRUA HÓA XÁC ĐỊNH As, Se Nguyên tắc tạo hiđrua ■ Tương tự với Hg: người ta dùng chất khử kim loại, axit NaBH4 ■ Phản ứng: Zn + 2H+ → Zn2+ + 2H BH4- + 3H2O + H+ → H3BO3 + 8H Am+ + (m+n)H → AHn + mH+ ■ AHn mang vào buồng nguyên tử hóa dòng khí mang N2, Ar liên tục As hấp thụ cực đại 193,7nm, Se hấp thụ 196,0nm ■ Giới hạn phát hiện: với As, Se: 0,002mg/l; vùng nồng độ tối ưu 0,002 - 0,02 mg/l 98/148 PHƯƠNG PHÁP AAS KỸ THUẬT HIĐRUA HÓA XÁC ĐỊNH As, Se Dạng hiđrua As, Se: Dung dịch asenic pH < thường As(V), độ hấp thụ AsH5