Phương pháp quang phổ hấp thụ UVVIS

Phương pháp quang phổ hấp thụ UVVIS (Ultra violet Visible) là phương pháp phân tích định lượng dựa vào hiệu ứng hấp thụ xảy ra khi phân tử vật chất tương tác với bức xạ điện từ. Hiện tượng hấp thụ bức xạ điện từ tuân theo định luật Lam bert – Beer.Vùng bức xạ được sử dụng trong phương pháp này là vùng tử ngoại gần hay khả kiến ứng với bước sóng khoảng từ 200 800nm. Ứng dụng phương pháp phổ đo quang, người ta có thể xác định nhiều hợp chất trong phạm vi nồng độ khá rộng nhờ các cải tiến quan trọng trong thủ tục phân tích. Đây là phương pháp phân tích được phát triển mạnh vì nó đơn giản, đáng tin cậy và được sử dụng nhiều trong kiểm tra sản xuất hoá học, luyện kim và trong nghiên cứu hoá sinh, môi trường và nhièu lĩnh vực khác.

Phương pháp tiên tiến khảo sát vật liệu cấu trúc nano Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS III Định nghĩa: Quang phổ hấp thụ UV-VIS • Nguyên lý quang phổ UV-VIS • Ứng dụng UV-VIS • II I NỘI DUNG I Định nghĩa UV-VIS  Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS  Phổ đo tương tác điện tử hóa trị liên kết hóa học định  Vùng ánh sáng tử ngoại khả kiến, từ 200- 800 nm  Phổ đám có cực đại cực tiểu phổ nằm bước sóng xác định Trần Tứ Hiếu(2003), Phân Tích Trắc Quang Phổ Hấp Thụ UV-Vis, NXB Đại Học Quốc Gia II Nguyên lý phổ UV-VIS   Định luật Lambert- Berr Khi chiếu chùm tia sáng đơn sắc qua môi trường vật chất cường độ tia sáng ban đầu (Io) bị giảm I (II.1) (II.2)  Độ truyền quang (T) hay độ hấp thụ (A) phụ thuộc vào chất vật chất, độ dày truyền ánh sáng l nồng độ C dung dịch  Sơ đồ mô tả hấp thụ ánh sáng dung dịch (II.3) Định luật Lambert- Berr : Độ hấp thụ quang dung dịch  Trong đó: ε hệ số hấp thu phân tử, C nồng độ dung dịch (mol/L), l độ dày truyền ánh sáng (cm), A độ hấp thụ quang Lykos, P (1992) The Beer-Lambert Law Revisited: A Development without Calculus Journal of Chemical Education hấp thụ màu tỷ lệ thuận với chiều dày tầng hấp thụ màu nồng độ chất màu có tầng II Nguyên lý phổ UV-VIS  Định luật Lambert- Berr  Ánh sáng qua dung dịch màu ánh sáng đơn sắc  Khoảng nồng độ phải thích hợp  Dung dịch phải suốt  Chất thử phải bền tác dụng ánh sáng UV-VIS  Khoảng tuyến tính LOL (Limit of Linear Response) : nồng độ tăng độ hấp thụ quang A tăng  Khi nồng độ tăng độ hấp thụ quang A không tăng nữa, nồng độ dung dịch q lớn  Khoảng tuyến tính LOL cịn bị ảnh hưởng mức độ đơn sắc ánh sáng, pH dung dịch, lực ion, pha loãng  https://tailieu.vn/doc/chuong-8-phuong-phap-hap-thu-phan-tu-uv-vis-550854.html Giới hạn định luật Beer hấp thụ quang II Nguyên lý phổ UV-VIS  Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thụ quang  Ảnh hưởng dung mơi  Bước sóng hấp thụ cường độ hấp thụ hợp chất  Thay đổi mức lượng phân tử trạng thái kích thích  Sự tác động dung môi lên phân tử làm sinh chuyển dịch xanh chuyển dịch đỏ  https://tailieu.vn/doc/chuong-8-phuong-phap-hap-thu-phan-tu-uv-vis-550854.html Các dung môi thường sử dụng vùng UV – VIS II Nguyên lý phổ UV-VIS  Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thụ quang  Chuyển dịch đỏ  Chuyển dịch xanh  Hấp thụ bước xạ có bước sóng dài  Hấp thụ xạ có bước sóng ngắn  Tìm thấy phân tử hữu mà  Tìm thấy trình chuyển dịch n- cấu trúc có liên hợp  π* nhóm cacbonyl  Do mạch cacbon dài hiệu ứng Do làm bền trạng thái n dung môi liên hợp tăng  Hiệu ứng liên hợp dài bước sóng hấp thụ lớn  Nguyen Thanh Tu (2017), Quang phổ hấp thụ UV-VIS Hiện tượng chuyển dịch xanh chuyển dịch đỏ II Nguyên lý phổ UV-VIS  Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thụ quang  Ảnh hưởng độ PH  Ảnh hưởng độ bền phức  Ảnh hưởng đến tạo phức  Ảnh hưởng đến dạng tồn Nguyen Thanh Tu (2017), Quang phổ hấp thụ UV-VIS II Nguyên lý phổ UV-VIS  Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thụ quang  Ảnh hưởng cấu trúc phân tử chất tan  Loại liên kết chất liên kết phân tử  Số liên kết π liên hợp, số nguyên tố dị tố  Số nhóm thế, chất cấu trúc nhóm  Ảnh hưởng vị trí khơng gian , hiệu ứng lập thể  Nhóm chức : Tìm bước sóng hấp thụ cực đại cho nhóm chức  * Sự liên hợp: Sự liên hợp n- π hay π- π* làm cho trạng thái kích thích điện tử π bền có lượng thấp dẫn đến bước sóng hấp thu dài https://issuu.com/daykemquynhon/docs/ltudcppdquvvisaasaes II Nguyên lý phổ UV-VIS  Máy quang phổ UV-VIS  Nguồn sáng: Cung cấp xạ , chùm xạ đa sắc  Bộ đơn sắc: tách xạ đa sắc thành đơn sắc, bao gồm:  Kính lọc : vùng áp dụng vis  Lăng kính: xạ có sóng khác bị bẻ gãy góc khác khỏi lăng kính, làm thủy tinh thạch anh  Cách tử : cấu tạo vô số khe nhỏ, sử dụng cách tử phản xạ  Buồng đo: chứa mẫu, làm thạch anh ( xạ 190-1000nm) hay nhựa vùng Vis thủy tinh  Detecter: Bộ phận ghi nhận xử lý tín hiệu quang thành tín hiệu điện  https://www.vinaquips.com/vi/tai-lieu/lt/nguyen-ly-quang-pho-uv-vis-1.html Sơ đồ mô cấu tạo máy quang phổ 10 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS  Ưu nhược điểm quang phổ UV-VIS  Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện, giá thành hợp lí Phù hợp cho phân tích định lượng nhiều chất có hàm lượng nhỏ   Xác định chất:  Phân tích hợp chất hữu  Phân tích thuốc, dược phẩm, sản phẩm nơng nghiệp  Phân tích ion kim loại đối tượng mẫu khác  Xác định thành phần phức, độ phân ly, số phân ly phức axit yếu  Xác định nhóm chức phân tử chất Nhược điểm: Độ chọn lọc kém, thuốc thử để tạo phức hay hợp chất có cực đại hấp thụ gần nhau, chen lẫn nhau, trùng không xác định https://issuu.com/daykemquynhon/docs/ltudcppdquvvisaasaes 11 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS  Định lượng dung dịch có thành phần  Dựa vào định luật Lambert-Berr: A= ε l C = K.C  Để xác định nồng độ dung dịch phân tích Cpt qua độ hấp thụ Apt cần xác định K cách sử dụng chất đối chiếu Nguyên tắc áp dụng dạng: đường chuẩn thêm chuẩn  Phương pháp đường chuẩn: Lấy dung dịch tiêu chuẩn chất cần xác định với lượng khác nhau, sau thêm dung dịch thuốc thử hóa chất cần thiết đến thể tích Đo quang phổ hấp thụ dãy chuẩn dựng đồ thị A= f(C) Thích hợp cho phân tích hàng loạt mẫu Tuy nhiên, bị ảnh hưởng ion lạ dung dịch phân tích  https://issuu.com/daykemquynhon/docs/ltudcppdquvvisaasaes Đồ thị xác định nồng độ dung dịch phân tích dựa vào đường chuẩn 12 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS  Định lượng dung dịch có thành phần  Phương pháp thêm chuẩn:  Thêm thể tích giống dung dịch thử vào để dãy chuẩn chứa lượng khác xác chất chuẩn  Đo độ hấp thụ dãy vẽ đường chuẩn quan hệ mật độ quang với lượng chất chuẩn thêm vào  Giao điểm đường chuẩn với trục nồng độ cho ta nồng độ chất cần định lượng  https://issuu.com/daykemquynhon/docs/ltudcppdquvvisaasaes Đồ thị xác định nồng độ dung dịch phân tích phương pháp thêm chuẩn 13 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS   Định lượng dung dịch có nhiều thành phần Tính cộng độ hấp thụ quang nguyên tắc định lượng nhiều thành phần  Độ hấp thụ quang có tính chất cộng tính nên dung dịch mà chứa nhiều chất tan khác độ hấp thụ tổng cộng tổng độ hấp thụ chất Atổng = A1 + A2 + A3 +…  Cần tiến hành loại bỏ ảnh hưởng chất khác chất cần khảo sát  Đo quang hỗ hợp nhiều bước sóng  Mỗi chất có phổ hấp thụ UV-VIS khác nhau, bước sóng hệ số hấp thụ riêng chất thường khác  Giải hệ phương trình hệ số hấp thụ Aj nồng độ hấp thụ Ci bước song khác để thu nồng độ chất A1= ε11 l C1 + ε12 l C2 +… A2= ε21 l C1 + ε22 l C2 +… https://issuu.com/daykemquynhon/docs/ltudcppdquvvisaasaes 14 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS   Tính toán khoảng cách mức lượng Theo học lượng tử, trạng thái electron đầy vào obitan liên kết  σ, π hay n có mức lượng thấp, bị kích thích chuyển lên mức lượng cao hơn:  Hiệu số mức lượng hai obitan lượng hấp thụ từ nguồn sáng kích thích từ bên (III.1)  Năng lượng chung hệ phân tử: (III.2) https://khoahoahoc.vinhuni.edu.vn/DATA/27/upload/465/documents/2016/07/bai_giang_phuong_phap_pho.pdf 15 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng vật liệu nano Ag tổng hợp phương pháp khử hóa học  mẫu vật liệu nano bạc tổng hợp phương pháp khử hóa học tỷ lệ NaBH4/Ag+ khác  Các mẫu hấp thụ bước sóng dao động khoảng từ 390 - 430 nm, khoảng dao động phổ UVVIS đặc trưng dung dịch keo nano bạc  Vị trí hình dạng phổ hấp thụ hạt nano phụ thuộc mạnh vào kích thước hạt, số điện mơi bề mặt vật liệu hấp thụ  Khi tăng lượng chất khử NaBH4 vào dung dịch phản ứng hiệu suất hình thành hạt nano bạc tăng đạt cực đại tỷ lệ 1:2 ( M1, M2, M3, M4 M5 = tỷ lệ NaBH4/Ag+ 1/1; 1/2; 1/3; 1/4; 1/5) http://gust.edu.vn/media/26/uftai-ve-tai-day26265.pdf 16 III Ứng dụng quang phổ UV-VIS  Chuẩn bị mẫu phân tích  Chuẩn bị mẫu phân tích chất lỏng, dạng dung dịch  Nếu chất nghiên cứu chất rắn khơng tan, người ta tìm cách hồ tan chúng dung mơi biện pháp thích hợp Sau chất nghiên cứu hợp chất khơng có hiệu ứng phổ hấp thụ, phải chế hố dung dịch biện pháp phản ứng oxy hoá khử, phản ứng tạo phức chất, sau đem nghiên cứu  Chất nghiên cứu chất khí nghiên cứu cuvet đặc biệt https://utt.edu.vn/khcb/nghien-cuu-khoahoc/pho-hap-thu-phan-tu-uv-visva-ung-dung-trong-phan-tich-a6555.html 17 KẾT LUẬN  Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS (Ultra violet - Visible) phương pháp phân tích định lượng dựa vào hiệu ứng hấp thụ xảy phân tử vật chất tương tác với xạ điện từ Hiện tượng hấp thụ xạ điện từ tuân theo định luật Lam bert – Beer  Vùng xạ sử dụng phương pháp vùng tử ngoại gần hay khả kiến ứng với bước sóng khoảng từ 200- 800nm  Ứng dụng phương pháp phổ đo quang, người ta xác định nhiều hợp chất phạm vi nồng độ rộng nhờ cải tiến quan trọng thủ tục phân tích  Đây phương pháp phân tích phát triển mạnh đơn giản, đáng tin cậy sử dụng nhiều kiểm tra sản xuất hoá học, luyện kim nghiên cứu hố sinh, mơi trường nhièu lĩnh vực khác 18 ...2 III Định nghĩa: Quang phổ hấp thụ UV-VIS • Nguyên lý quang phổ UV-VIS • Ứng dụng UV-VIS • II I NỘI DUNG I Định nghĩa UV-VIS  Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS  Phổ đo tương tác điện... LUẬN  Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS (Ultra violet - Visible) phương pháp phân tích định lượng dựa vào hiệu ứng hấp thụ xảy phân tử vật chất tương tác với xạ điện từ Hiện tượng hấp thụ xạ... https://tailieu.vn/doc/chuong-8-phuong-phap-hap-thu-phan-tu-uv-vis-550854.html Giới hạn định luật Beer hấp thụ quang II Nguyên lý phổ UV-VIS  Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thụ quang  Ảnh hưởng dung môi  Bước sóng hấp thụ cường độ hấp thụ hợp chất  Thay đổi mức