Tài liệu Chương 1: Cơ sở lý thuyết phương pháp UV - VIS pdf

BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN Nguyên nhân bước chuyển:  Do tương tác giữa BXĐT có E thích hợp với phân tử ;  Do qui luật nhận E thì phải chuyển trạng

CSLT CỦA PP UV-VIS

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ

►Khái niệm

► Đặc điểm

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ

X-Ray UV Visible IR Microwave

 Tương tác vật chất: xảy ra hiện tượng hấp thụ hay phát xạ

1 ĐẠI CƯƠNG VỀ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ

 Thuyết vân đạo phân tử (MO): Tự đọc

 Trạng thái năng lượng: Qui luật:

Nguyên tử, phân tử nói riêng và vật chất nói chung ở trạng thái bền vững khi có năng lượng thấp nhất (E 0 ) và kém bền khi ở trạng thái năng lượng cao (E * : Kích thích)

 Nhận E thì hấp thu: E 0  E *

 Phát xạ: giải phóng E: E *  E 0 ( or t 0 )

2 TRẠNG THÁI E TRONG LK PHÂN TỬ

Khi nhận E thì phân tử sẽ quay, dao động và chỉ

có những điện tử hóa trị di chuyển từ mức E thấp lên mức E cao;

 Trong PT thì điện tử hóa trị  trong các MO: , 

hoặc n khi ở E 0 Còn trong NT thì điện tử hóa trị 

ở các AO: s, p, d, f của lớp vỏ ngoài cùng

3 BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN

 Nguyên nhân bước chuyển:

 Do tương tác giữa BXĐT có E thích hợp với phân tử ;

 Do qui luật nhận E thì phải chuyển trạng thái E từ thấp lên cao;

 Do đặc điểm trạng thái E của AO hay MO

là các trạng thái E dừng và gián đoạn (Định

đề của Borh).

 Qui tắc của bước chuyển:

Anion vô cơ)

3 BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN

n  d0 or n  f0 : Là bước chuyển của e- tự do của ligand vào vân đạo trống của ion kim loại (d) trong phản ứng tạo phức hoặc của e- tự

do trong anion vô cơ có kim loại d ( MnO4 - ;

 n  *(160 – 260nm) : E để thực hiện bước chuyển khá lớn nhất, nên nó hấp thu vùng

UV gần : 150 ÷ 250nm;

thấp, hấp thu từ 200 ÷ 700nm, trong HCHC cần có nối đôi và có điện tử tự do chưa liên kết;

 n  d0 or n  f0 : Là bước chuyển có  lớn (> 10.000), hấp thu vùng VIS ( 400 ÷ 800nm)

3 BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN

C = u

3 BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN

C = u

3 BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN

C = u

3 BƯỚC CHUYỂN E, QUI TẮC BƯỚC CHUYỂN , ĐẶC ĐIỂM CỦA BƯỚC CHUYỂN

4 PHỔ UV – VIS CỦA PHÂN TỬ

Khái niệm: Là đồ thị biểu diễn tập hợp tất cả

độ hấp thu tương ứng với các bước chuyển năng lượng của một phân tử, nhóm ion PT theo bước sóng khi có sự tương tác giữa phân tử với bức xạ điện từ.

 Đặc điểm: Có dạng hình Gauss, là phổ đám, cực đại hấp thu là một khoảng giá trị  Các giá trị hấp thu tương ứng với 3 loại bước chuyển: Bước chuyển điện tử, dao động và quay tương

4 PHỔ UV – VIS CỦA PHÂN TỬ

 Màu sắc: Các BXĐT thuộc vùng UV thì không có màu sắc, các BXĐT có = 400 ÷ 800nm thuộc vùng VIS thì có màu sắc.

đặc tính quan trọng có một mối quan hệ với nồng độ và bước sóng hấp thu của chất xác định theo hệ thức

A = lC Vì vậy, phương pháp UV – VIS còn được gọi là phương pháp đo màu hay so màu hay trắc quang.

5 MÀU SẮC – MỐI QUAN HỆ MÀU SẮC– NỒNG ĐỘ CHẤT HẤP THU &  HẤP THU

 Màu sắc mà mắt người quan sát được là màu không bị DD hấp thu.

 Mỗi một BXĐT được đặc trưng bởi 2 đại lượng

độ của bức xạ càng cao.

5 MÀU SẮC – MỐI QUAN HỆ MÀU SẮC– NỒNG ĐỘ CHẤT HẤP THU &  HẤP THU

Mối quan hệ giữa màu hấp thu & màu thấyđược

5 MÀU SẮC – MỐI QUAN HỆ MÀU SẮC– NỒNG ĐỘ CHẤT HẤP THU &  HẤP THU

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

•I 0 : Cường độ đầu

• I: Cường độ truyền qua

•A: Độ hấp thu

• b: Bề dày DD có n lớp

n

b I

I T

A   log  log o  lg

6.3 Định luật Lambert - Beer

• A = -Log T ( T= 0 ÷ 100)  A = 2 - LogT

• Khi T= 0 ÷ 1  A = Log 1/T

 Cần lưu ý khi làm bài tập!

có L = 1cm, C = 1mol/L  là hệ số đặc trưng cho chất hấp thu, yêu cầu  > 1000 thì mới có độ nhạy khi đo

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

6.4 Tính cộng độ hấp thu quang

trạng thái tập hợp bao gồm: Các chất tan khác, dung môi

chúng có thể hấp thu cùng một hoặc nhiều

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

6.5 Điều kiện nghiệm đúng của định luật, nguyên nhân và yêu cầu

a/ Đối với chất xác định

nếu kích thước của các hạt chất tan đủ lớn (DD đục) thì đòi hỏi phải có chất phụ gia giữ cho các hạt ổn định trạng thái lơ lửng và khoảng cách giữa các hạt trong DD là như nhau

thích sao cho có hệ số hấp thu cao

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

6.5 Điều kiện nghiệm đúng của định

tối thiểu/DD đo có độ hấp thu để máy phát hiện

nó phụ thuộc vào: bản chất of X, vào thiết bị đo, vào thành phần nền of DD đo, kỹ năng người

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

b/ Đối với nguồn bức xạ điện từ

để đảm bảo tính chọn lọc và  là hằng số

nhau, nguồn sáng của thiết bị là nguồn đa sắc chứa các BXĐT: 190 ÷ 900nm, vì vậy, bộ tách sắc phải làm việc hiệu quả, đảm bảo tính đơn sắc khi tương tác với chất xác định X

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

c/ Đối với dung môi

càng tốt để tránh khả năng cộng quang làm cho

hệ thức của định luật không nghiệm đúng

khi dung môi không ổn định, cần có biện pháp

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

d/ Đối với thuốc thử, phản ứng với thuốc thử

hấp thu trong vùng UV có  bé, là vùng dung môi hấp thu Vì vậy, để tăng độ chọn lọc, độ nhạy người ta thường đo trong vùng VIS

d 0 or n  f 0

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

d/ Đối với thuốc thử, phản ứng với thuốc thử (tt)

gọi là thuốc thử (R), PƯthường là phản ứng tạo

Vậy ĐK của R và PƯcủa X với R như thế nào để định luật nghiệm đúng?

tốt trong DD chứa RX, phải có độ nhạy với X

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

d/ Đối với thuốc thử, phản ứng với thuốc thử (tt)

bền và có thành phần xác định, không tạo các sản phẩm phụ ảnh hưởng đến trạng thái DD đo, đến vùng bước sóng đo của RX, lượng RX tỉ lệ tuyến tính với lượng X có trong DD đo

e/ Đối với môi trường

làm tăng E dao động, quay, độ bền của Xor RX

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

e/ Đối với môi trường (tt)

tính ổn định trạng thái của dung môi dẫn đến độ

sáng xâm nhập  mất tính đơn sắc  Cần đậy kín khi đo

máy đo không ổn định

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

e/ Đối với môi trường (tt)

mẫu như bình định mức, cuvette (cell), pipet

để tạo thành một chất khác  thay đổi cấu trúc phân tử  thay đổi  hấp thu Đặc biệt những

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

6.6 Khảo sát các yếu tố kiểm tra sự tuân theo định luật Lambert - Beer

 Kiểm tra độ lập lại λ max khi nồng độ cấu tử thay đổi (đo trên cùng cuvet)

Tuân theo định luật LB Không tuân theo định luật LB

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

Kiểm tra độ lặp lại của λ max khi pha loãng dung dịch (thay đổi chiều dày cuvet theo hệ số pha loãng)



A C1 = C2 = C3

 A

Tuân theo định luật LB Không tuân theo định luật LB

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP

6.7.Các bước tiến hành định lượng bằng phương pháp phổ UV - VIS

nồng độ tuyến tính từ các mẫu chuẩn

lý số liệu và tính kết quả, báo cáo và lưu dữ liệu

6 CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA

PHƯƠNG PHÁP