PHẦN I PHÂN TÍCH QUANG PHỔ 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Định nghĩa – Nguyên tắc Phân tích trắc quang tên gọi chung phương pháp phân tích quang học dựa tương tác chọn lọc chất cần xác định với lượng xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hồng ngoại Nguyên tắc phương pháp trắc quang dựa vào lượng ánh sáng bị hấp thu chất hấp thu để tính hàm lượng chất hấp thu c 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Đặc trưng lượng miền phổ 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Đặc trưng lượng miền phổ Ánh sáng có bước sóng nhỏ 200nm, bị hấp thu oxi khơng khí, nước nhiều chất khác, đo quang bước sóng nhỏ 200 nm máy chân khơng Ánh sáng có bước sóng từ 200 – 400 nm, gọi ánh sáng tử ngoại (UV), vùng từ 200 – 300 nm gọi miền tử ngoại xa, vùng từ 300 – 400 nm gần miền khả kiến gọi miền tử ngoại gần Ánh sáng có bước sóng khoảng từ 800 – 2000 gọi ánh sáng hồng ngoại (IR) Sự hấp thu ánh sáng miền phổ sử dụng để giải trực tiếp nhiệm vụ phân tích, sử dụng rộng rãi để nghiên cứu cấu tạo phân tử 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Đặc trưng lượng miền phổ  Ánh sáng vùng UV có bước sóng khoảng: 200 – 400 nm  Ánh sáng vùng IR có bước sóng khoảng: 800 – 2000 nm  Ánh sáng vùng VIS có bước sóng khoảng: 396 – 760 nm Trong phương pháp trắc quang – phương pháp hấp thu quang học, thường sử dụng vùng phổ UV – VIS có bước sóng từ 200 – 800 nm 07/01/14 Đặc trưng lượng miền phổ Đỏ Da cam Vàng Lục 739 - 610 610 - 590 590 - 560 560 - 510 Lam Tím 510 - 490 07/01/14 Chàm 490 - 430 430 - 400 Lưu ý Những hợp chất màu hợp chất có khả hấp thu một vài màu phổ ánh sáng tự nhiên, hấp thu hồn tồn phần cường độ màu phổ Nếu hấp thu màu phổ, màu dung dịch màu bổ sung (tổ hợp màu phổ màu bổ sung trở thành không màu) Thứ tự λ (nm) Màu phổ Màu bổ sung 10 400 -430 430 – 480 480 -490 490 – 500 500 – 560 560 – 580 580 -595 595 – 650 650 – 730 730 – 760 Tím Chàm Chàm lục Lục chàm Lục Vàng lục Vàng Cam Đỏ Đỏ tía Vàng lục Vàng Cam Đỏ Đỏ tía Tím Chàm Chàm lục Lục vàng Lục 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Phân loại phương pháp trắc quang  Phương pháp hấp thu quang: phương pháp dựa việc đo cường độ dòng ánh sáng bị chất màu hấp thu chọn lọc  Phương pháp phát quang: phương pháp dựa việc đo cường độ dòng ánh sáng phát chất phát quang ta chiếu dòng ánh sáng vào chất phát quang  Phương pháp đo độ đục: phương pháp đo độ đục dựa việc đo cường độ dòng ánh sáng bị hấp thu bị khuyết tán hệ keo điều chế từ chất cần phân tích 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Các đại lượng đặc trưng ánh sáng Bước sóng λ khoảng cách hai điểm dao động đồng pha gần nhất, đơn vị đo A0, mµ, µ, nm (1nm=1mµ=10A0 =10-9m) 07/01/14 c Tần số sóng ν = λ tốc độ ánh sáng chân khơng 3.1010 m/gy 3.1017 nm/gy, λ c đơn vị cm thi đơn vị ν gy-1 Số sóng ν = số bước sóng 1cm chiều dài, đơn vị cm -1 λ Quang thông θ lượng ánh sáng xạ theo phương nguồn điểm đơn vị thời gian Cường độ ánh sáng I dòng sáng phát từ nguồn điểm đơn Φ vị góc khối stêrian: I = 4π hc E= Năng lượng xạ điện từ: λ Khi hấp thu ánh sáng nội phân tử tăng từ mức E đến mức E1 cao Phần lượng hấp thu lượng photon, tỉ lệ với tần số ánh sáng 07/01/14 ∆ E = E1 - E = hν = hc λ 10 Phương pháp thêm chuẩn Dùng cơng thức tính Pha dung dịch tích V chứa ion cần xác định có hàm lượng nhỏ Sau tiến hành pha dung dịch sau: STT Bình Bình Bình Dung dịch mẫu VX Vx VX Dung dịch chuẩn C Vc Thuốc thử tạo màu, đệm pH… thêm thêm không 07/01/14 31 Phương pháp thêm chuẩn 07/01/14 32 Phương pháp thêm chuẩn Phương pháp đồ thị Pha dãy dung dịch chuẩn dung dịch nghiên cứu có cho thêm lượng xác chất cần xác định để nồng độ dãy chuẩn CX + Ca1, CX+ Ca2… dung dịch dung dịch so sánh Đo mật độ quang A tương ứng Dựng đồ thị AX +ai – Ci Bình Dung dịch mẫu 10 H3PO4 đậm đặc (mL) DD chuẩn làm việc 50ppm (mL) 0 Dung dịch H2O2 3% (mL) 5 5 Định mức dung dịch H2SO4 1% 07/01/14 33 Phương pháp thêm chuẩn Phương pháp đồ thị 07/01/14 34 Phương pháp thêm chuẩn Phạm vi ứng dụng phương pháp thêm chuẩn Phương pháp thêm chuẩn thường áp dụng nồng độ chất phân tích nhỏ (vi lượng) Ưu điểm phương pháp thêm chuẩn loại ảnh hưởng mẫu Tuy nhiên, áp dụng dung dịch tuân theo định luật Lambert – Beer 07/01/14 35 Phương pháp chuẩn độ trắc quang Nguyên tắc Chuẩn độ trắc quang phương pháp xác nồng độ chất thuộc nhóm phương pháp định lượng vể thể tích, điểm tương đương xác định thay đổi mật độ quang phụ thuộc vào thể tích thuốc thử V R chuẩn độ chất cần xác định thuốc thử đk tối ưu phản ứng tạo chất màu bước sóng định Để khảo sát trình chuẩn độ trắc quang, người ta dựng đường cong phụ thuộc A lượng thuốc thử thêm vào 07/01/14 36 Phương pháp chuẩn độ trắc quang 07/01/14 37 Phương pháp chuẩn độ trắc quang Phản ứng chuẩn độ: A(chất cần xác định) + B (chất chuẩn) → AB (sp) A B không hấp thu AB hấp thu 07/01/14 A AB không hấp thu B hấp thu 38 Phương pháp chuẩn độ trắc quang Phản ứng chuẩn độ: A(chất cần xác định) + B (chất chuẩn) → AB (sp) AB không hấp thu AB B không hấp thu A B hấp thu A hấp thu 07/01/14 39 Phương pháp chuẩn độ trắc quang Đặc điểm chung phương pháp - Nhanh - Có độ xác cao (ss CX, gọi phương pháp vi sai nồng độ nhỏ) -Nếu kết hợp hai chiều gọi phương pháp vi sai chiều 07/01/14 41 Phương pháp vi sai nồng độ lớn Phương pháp tính Pha dd gồm: dd chuẩn có nồng độ Ca, dd chứa chất cần xác định CX, dd so sánh có nồng độ C0 Đo mật độ quang dd chuẩn dd nghiên cứu so với dd so sánh (dd có nồng độ C0), ta có: A’x = Ax – A0 = εl(CX – Co)>0 A’tc = Atc – A0 = εl(Ctc – Co)>0 Cơng thức tính: 07/01/14 A'X CX = C0 + (C tc - C0 ) A'tc 42 Phương pháp vi sai nồng độ nhỏ Phương pháp tính Pha dd gồm: dd chuẩn có nồng độ Ca, dd chứa chất cần xác định CX, dd chuẩn có nồng độ C0 Đo mật độ quang dd chuẩn Ca so với dd so sánh (dd có nồng độ C0) dd chuẩn C0 so với dd so sánh (dd có nồng độ CX), ta có: A’0/x= A0 – AX= εl(C0 – CX)>0 A’tc = Atc – A0 = εl(Ctc – C0)>0 Công thức tính: 07/01/14 A'X CX = C0 (C tc - C ) A'tc 43 Phương pháp thêm vi sai Phương pháp tính Pha dd gồm: dd chứa chất cần xác định CX, dd nghiên cứu có thêm lượng xác chất chuẩn để có nồng độ Cx+a = CX + Ca; dd nghiên cứu pha lỗng n lần để có nồng độ CX/n Đo mật độ quang dd CX so với dd so sánh (dd có nồng độ CX/n) dd chuẩn Cx+a so với dd so sánh (dd có nồng độ CX), ta có: A’X= Ax/n – AX= εl(C0 – CX/n ) A’X+a = AX+a – AX = εl(CX + Ca – CX) = εlCa Cơng thức tính: 07/01/14 A'X n C X = Ca × × A'X+a n - 44 Phương pháp vi sai Lưu ý Phương pháp dùng để nâng cao độ xác phép phân tích trường hợp sau: - Xác định lượng lớn chất - Loại trừ ảnh hưởng cản trở tạp chất lạ - Loại trừ ảnh hưởng thuốc thử dư hấp thu nhiều bước sóng tối ưu - Loại trừ ảnh hưởng nói chung - Đơi phương pháp vi sai dùng cho dd nồng độ lớn không tuân theo định luật Beer 07/01/14 45 ... trắc quang dựa vào lượng ánh sáng bị hấp thu chất hấp thu để tính hàm lượng chất hấp thu c 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Đặc trưng lượng miền phổ 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG. . .Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Định nghĩa – Nguyên tắc Phân tích trắc quang tên gọi chung phương pháp phân tích quang học dựa tương tác chọn lọc chất cần... 07/01/14 Chương 1: PHÂN TÍCH TRẮC QUANG Phân loại phương pháp trắc quang  Phương pháp hấp thu quang: phương pháp dựa việc đo cường độ dòng ánh sáng bị chất màu hấp thu chọn lọc  Phương pháp phát quang: