HÓA PHÂN TÍCH (2)

HĨA PHÂN TÍCH Câu Trình bày chất xạ điện từ ? - Bức xạ điện từ gồm nhiều loại khác như: sóng radio, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia X,…Về chất chúng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt * Tính chất sóng xạ điện từ ( thể vùng BXĐT có tần nhỏ, bước sóng lớn): - Các xạ điện từ dao động lan truyền theo phương với vận tốc ánh sáng chân không(=3.10^3 m/s) với tp: điện trường từ trường - Hai thành phần dao động vng góc với phương truyền xạ mp vng góc với Chính thành phần điện trường BXĐT tương tác với nguyên tử phân tử gây nên hiệu ứng phổ hấp thụ nguyên tử hay phân tử số hiệu ứng khác nguyên tử phân tử - Các đặc trưng cho dao động xạ bước sóng tần số sóng * Tính chất hạt BXĐT ( tần số lớn, bước sóng nhỏ): - BXĐT hạt mang lượng lan truyền với tốc độ ánh sáng Các hạt mang lượng đgl photon Các xạ điện từ khác có lượng khác - Khi lượng BXĐT phù hợp với chênh lệch lượng trạng thái lương phân tử or nguyên tử gây hiệu ứng thích hợp - Người ta phát muốn có hiệu ứng bước sóng BXĐT phải thỏa mạn phương trình: ; h: số Planck(6,63.10^-34 J/s); c: vận tốc ánh sáng (3.10^8 m/s); : bước sóng BXĐT (m)) - Các BXĐT có bước sóng khác mang lượng khác bước sóng dài lượng thấp Câu Trình bày nguyên tắc quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến Phân loại thiết bị UV-VIS? *Nguyên tắc quang phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến: - Dựa vào tượng hấp thụ xạ UV-VIS phân tử (nguồn gốc hấp thụ vùng chủ yếu tương tác photon xạ với ion hay phân tử mẫu -> Muốn xác định số cấu tử X đó, ta chuyển thành hợp chất có khả hấp thụ ánh sáng đo hấp thụ ánh sáng hợp chất-> hàm lượng chất cần xác định X * Phân loại thiết bị UV-VIS: - Theo chất phân sắc: + photometer( quang kế): Dùng kính lọc màu-> xạ đơn sắc + Quang phổ kế (spectrophotometer): dùng lăng kính hay cách từ nhiễu xạ> xạ có độ đơn sắc cao - Theo nguyên lý hoạt động (cấu tạo thiết bị) + Máy chùm sáng + Máy chùm sáng Câu Trình bày định luật hấp thụ ánh sáng-định luật Lambert-Berr hệ Điều kiện áp dụng định luật Lambert-Berr gì? * Định luật hấp thụ ánh sáng- định luật Lambert: - Giả sử có mơi trường đồng tính giới hạn hai mp song song với bề dày l, chùm sáng có cường độ I0 rọi vng góc lên mặt trước môi trường gọi cường độ ánh sáng phát mặt sau môi trường I I= đó:- I0 cường độ tia tới - I cường độ ánh sáng qua khe cuvet + Đây biểu thức định luật hấp thụ ánh sáng: Khi độ dày lớp môi trường tăng theo cấp số cộng, cường độ ánh sáng giảm theo cấp số nhân * Định luật Lambert-Beer: - Định luật Lambert-Beer phát triển từ định luật Lambert, hệ số k biểu thức I = biểu diễn qua nồng độ hệ số khác (sau chuyển đổi số logarit) Theo định luật LB thì: lg = or A = : hệ số hấp thụ phụ thuộc vào chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc l: bề dày dung dịch (cm) C: nồng độ dung dịch (mol/l) * Hệ quả: - Độ truyền qua (T): T% = 100% - Độ hấp thụ (A): A = lg = lg = - Nếu C = 1mol/l; l=1; A= -> gọi hệ số hấp thụ mol - Nếu C = 1%; l=1; A= -> gọi hệ số hấp thụ riêng kí hiệu ; A(1%,1cm) * Điều kiện áp dụng định luật Lambert-Beer: - Thiết bị phải có khả tạo chùm tia có độ đơn sắc định (càng cao tốt) - Chất thử phải bền dung dịch bề tác dụng tia UV-VIS - Dung dịch phải nằm khoảng nồng độ thích hợp - Dung dịch suốt để hạn chế tối đa tượng quang học khác Câu Điều kiện phân tử để hấp thụ xạ hồng ngoại? kiểu dao động phân tử? * Điều kiện: - Độ dài sóng xác xạ: phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại tần số dao động tự nhiên phân tử tần số xạ tốt - Một phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại hấp thụ gây nên biến thiên momen lưỡng cực chúng( phân tử đgl có lưỡng cực điện ngun tử thành phần có điện tích (+) (-) rõ rệt * Các kiểu dao động phân tử: - Dao động hóa trị: dao động làm thay đổi chiều dài liên kết nguyên tử phân tử không làm thay đổi góc liên kết - Dao động biến dạng: dao động làm thay đổi góc liên kết khơng làm thay đổi chiều dài liên kết nguyên tử phân tử - Ngồi cịn phân biệt dao động đối xứng bất đối xứng Câu Trình bày nguyên lý hoạt động cấu tạo thiết bị quang phổ hồng ngoại? * Nguyên lý hoạt động - Bức xạ hồng ngoại phát từ nguồn đốt nóng điện dạng dây tóc hay ống, điều chế thori, ceri, zirconi oxyd, silic carbid - chùm tia hồng ngoại tách phần: phần qua mẫu phần phần qua mẫu phần qua môi trường đo tham chiếu-(dung môi) Rồi tạo đơn sắc tách thành xạ có tần số khác chuyển đến Detector - Detector so sánh cường độ hai chùm tia chuyển thành tín hiệu điện có cường độ tỷ lệ với phần xạ bị hấp thu mẫu - chênh lệch tín hiệu chùm tia khuếch đại chuyển trực tiếp máy ghi hay máy vẽ thành phổ IR *Cấu tạo - Bộ cấp nguồn sóng, ngăn đựng mẫu đo, phận đơn sắc hóa, phận nhận tín hiệu khuếch đại tín hiệu phận xử lý tín hiệu Câu Quang phổ hấp thụ ngun tử: tóm tắt q trình xảy nguyên tử hóa mẫu yếu tố ảnh hưởng với kỹ thuật nguyên tử hóa lửa, kỹ thuật ngun tử hóa khơng lửa? * Với kỹ thuật nguyên tử hóa lửa(F-AAS) Các q trình xảy - Q trình aerosol hóa - Sự bay dung môi để lại hạt mẫu rắn MeA - Sự khuếch tán, hóa hơi, thăng hoa mẫu(MeA r-> lỏng-> k MeA r>k) -Sự phân ly(Me+A), ion hóa(Me^+ +A), kích thích(Me*, MeA*), hấp thụ(Me+ hv),… - Các phản ứng phụ: khử oxy carbon; phản ứng nguyên tử, gốc, phân tử với nhau; phân tử, nguyên tử với khí lửa; tạo chất rắn Các yếu tố ảnh hưởng - Thành phần tốc độ hộn hợp khí đốt tạo lửa, chiều cao đèn Đặc biệt khác với kỹ thuật ETA-AAS ảnh hưởng oxy - Tốc độ dẫn mẫu vào hệ thống nguyên tử hóa mẫu, độ nhớt dung dịch mẫu - Bề dày môi trường hấp thụ ( điều chỉnh thay đổi góc nghiêng đèn dẹt) - Tần số công suất hệ thống siêu âm *Với kỹ thuật nguyên tử hóa khơng lửa(ETA-AAS) Các q trình xảy ra: - Bay dung mơi -Tro hóa chất hữu tạo CO2&H2O bay để lại cặn vơ mẫu - Sự hóa hợp phần mẫu dạng phân tử trước phân ly (như với oxyd Sb2O3, Ga2O3, muối halogen nhưu clorid Sb, Sn, Al, Ti, Ga…theo sơ đồ sau: - Sự phân ly hợp phần mẫu trước hóa () - Nếu dùng lị graphit có thêm q trình sau: + tạo thành hợp chất carbit kim loại + Sự khử oxyd kim loại carbon Các yếu tố ảnh hưởng: - Ảnh hưởng tính chất mẫu như: tính chất kim loại, tính chất nhiệt hóa hợp chất mà trình phân ly hay bay xảy trước - Mơi trường khí trơ để đảm bảo ngun tử hóa điều kiện khơng có oxy để hạn chế hình thành hợp chất bền nhiệt loại MeO hay MeOX Nên chất, thành phần tốc độ dẫn khí trơ vào cuvet có ảnh hưởng đến cường độ vạch phổ nhiệt độ cuvet - Công suất đốt nóng cuvet nhìn chung cường độ vạch phổ tăng tăng cơng suất - Tốc độ đốt nóng cuvet khơng ảnh hưởng đến diện tích làm thay đổi chiều cao pic phổ - Loại nguyên liệu sử dụng để làm lị ngun tử hóa mẫu - Khói Câu Các yếu tố ảnh hưởng đến kết phép đo AAS Ưu nhược điểm AAS? * Các yếu tố ảnh hưởng đến kết phép đo AAS đa dạng phức tạp: - Ngoài yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện nguyên tử hóa mẫu phải kể - Các yếu tố ảnh hưởng phổ: bao gồm hấp thụ nền, chen lấn vạch phổ, hấp thụ hạt rắn - yếu tố vật lý: độ nhớt sức căng mặt dung dịch mẫu, hiệu ứng lưu lại, ion hóa, kích thích phổ phát xạ… - Các yếu tố hóa học: nồng độ loại acid có mẫu, ảnh hưởng cation, anion, dung môi thành phần mẫu * Ưu điểm AAS - Phép đo phổ nguyên tử có độ nhạy độ chọn lọc cao - Tốn mẫu phân tích, thời gian phân tích nhanh - Tránh nhiễm bẩn mẫu sử lý qua giai đoạn phức tạp - Các động tác thực hành thực nhẹ nhàng, nhanh chóng - Bằng phương pháp ta xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố mẫu - Kết phân tích ổn định, sai số nhỏ * Nhược điểm: - Hệ thống máy móc tương đối đắt tiền - Do cần có độ nhạy cao nên nhiễm bẩn có ý nghĩa lớn kết phân tích hàm lượng -> Mơi trường khơng khí phịng thí nghiệm phải sạch, khơng có bụi - Các dụng cụ hóa chất dùng phép đo phải có độ tinh khiết cao - Vì có độ nhạy cao nên trang bị máy móc tinh vi phức tạp, cần phải có kĩ sư lành nghề để bảo dưỡng chăm sóc - Chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố chất phân tích có mẫu phân tích, mà khơng trạng thái liên kết, cấu trúc nguyên tố có mẫu Câu Phân loại kỹ thuật sắc ký? * Dựa vào phương cách lưu giữ pha tĩnh người ta chia sắc ký thành nhóm: - Sắc ký cột (column chromatography): lưu giữ ống nhỏ, pha động qua qua tĩnh nhờ áp suất or trọng lực - Sắc ký phẳng (planar chromatography): Pha tĩnh cố định mặt phẳng(giấy, mỏng), pha động di chuyển qua mặt nhờ mao dẫn tác động trọng lực * Một cách phân loại cụ thể dựa vào chất vật lý pha động, pha tĩnh loại cân tạo nên di chuyển qua cột chất tan pha: - phân loại sắc ký cột: + Sắc ký lỏng(LC): PĐ chất lỏng, PT chất lỏng hấp thụ chất rắn; pha liên kết; chất rắn + Sắc ký khí(GC): PĐ chất khí, PT: chất lỏng hấp phụ chất rắn; pha liên kết; chất rắn +Sắc ký lỏng siêu tới hạn(SFC):PĐ chất lỏng siêu tới hạn; PT: pha liên kết * Dựa vào phương cách cho pha động chạy qua pha tĩnh ta có: - Sắc ký khai triển (development chromatography): cho pha động kép chất chạy tách pha tĩnh.Sắc đồ nằm pha tĩnh - Sắc ký rửa giải (elution chromatoglaphy): pha động đưa thành phần mẫu di chuyển pha tĩnh Sắc đồ nằm pha tĩnh * Dựa vào chất q trình sắc ký, người ta có: - Sắc ký hấp phụ (Adsorption chromatography): pha tĩnh chất rắn có khả hấp phụ chất, phương pháp sắc ký lỏng - rắn khí rắn - Sắc ký phân bố (partition chromatography): phân tích sắc ký dựa vào phân vố chất hệ lỏng-lỏng khí-lỏng - Sắc ký trao đổi ion (ion - exchange chromatography): pha tĩnh chất nhựa trao đổi ion Nhựa mang ion có khả trao đổi với ion dấu mẫu phân tích - Sắc ký gel (Gel permeation): Các phân tử cỡ lớn loạt phân tử nhỏ tách theo kích thước phân tử nhỏ di chuyển chậm Câu Trình bày nhiệm vụ, yêu cầu detector sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Kể tên detector thông dụng? * Nhiệm vụ detector: Phát đo nồng độ chất phân tích theo tính chất hóa lý cách chuyển tín hiệu khơng điện thành tín hiệu điện * u cầu detector: - Đáp ứng nhanh lặp lại - Độ nhạy cao, phát chất phân tích khối lượng nồng độ thấp - Vận hành ổn định, sử dụng dễ dàng - Khoảng hoạt động tuyến tính rộng - Ít thay đổi theo nhiệt độ tốc độ dịng * loại detector thơng dụng - Detector hấp thụ UV-VIS - Detector huỳnh quang - Detector số khúc xạ - Detector tán xạ bay - Detector đo dòng - Detector độ dẫn Câu 10 Trình bày kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (TLC) - Kích thước sắc ký: 5x20cm, 20x20cm Sau chọn mỏng phù hợp, TLC gồm có bước sau B1 Đưa mẫu phân tích lên mỏng: - Lượng mẫu đưa lên mỏng khoảng 0,1-50 pha dung mơi thích hợp (ether, cloroform, nước…) Thể tích dung dịch chấm sắc ký phân tích 0,2đối với sắc ký điều chế - Đường xuất phát để chấm sắc ký cách mép mỏng khoảng 1,52cm Cách bề mặt pha động 0.8-1,0cm - Các vết chấm phải nhỏ, đường kính 2-6mm cách khoảng 15mm - Các vết bìa phải cách bờ khoảng 1cm B2 Khai triển sắc ký: - Thiết bị khai triển: bình thủy tinh có nắp đậy kín, kích thước phù hợp với mỏng( thường cao ỏng 4-5cm) - Để tăng độ bão hòa dung mơi pha động bình người ta đặt tờ giấy lọc áp sát thành bình - Sau chấm mẫu sắc ký, khô (đã bay hết dung mơi) đưa vào bình sắc ký bão hịa pha động Mép mỏng nhúng vào pha động vết chấm cách bề mặt pha động khoảng 1cm - Có cách khai triển sắc ký: sắc ký lên, ngang, hai chiều B3 Phát vết sắc ký đồ - Phun thuốc thử màu: Dùng thuốc thử tạo màu với chất phân tích Đơi người ta làm nóng mỏng để tăng tốc độ phản ứng tạo màu cường độ vết màu - Soi đèn UV: Nhiều vết chất hữu sắc ký đồ trở nên tối phát quang sáng soi đèn UV bước sóng 254, 366nm - Dùng densitometer: Thiết bị đo cường độ tia phản xạ từ bề mặt mỏng soi đèn UV-VIS Chất phân tích hấp thụ xạ ghi lại thành pic sắc ký Câu 11 Trình bày cấu tạo, phân loại, sơ đồ mạch điện hóa? * Cấu tạo: Mạch điện hóa hình hành tuef điện cực nhúng vào dung dịch điện ly -1 cực anod, xảy trình OXH -1 cực catod, xảy q trình khử * Phân loại: có loại loại chuyển đổi cho - Mạch (pin) galvanic: Tạo lượng điện (nguồn điện) - Mạch điện phân: Tiêu thụ lượng điện * Sơ đồ mạch điện hóa: Các nhà hóa học quy ước cách viết mạch điện hóa sau: - Anod thơng tin liên quan đến viết bên trái Catod viết bên phải - ranh giới pha có phát triển ghi vạch thẳng đứng - Nếu mạch có cầu muối dẫn vạch song song thẳng đứng Có thể viết pin Daniell sau: Zn|(xM)||(xM)|Cu xvxv Câu 12 Trình bày yêu cầu phản ứng chuẩn độ đo Ưu điểm chuẩn độ đo so với chuẩn độ dùng thị màu? * Yêu cầu:Tương tự phương pháp chuẩn độ nhìn mắt, PƯHH dùng cho CĐĐT phải: - Có tốc độ phản ứng đủ lớn - Xảy hợp thức theo chiều xác định - Khơng có phản ứng phụ Ngồi ra, cần có điện cực thị thích hợp để phát bước nhảy liên quan đến xuất pư điện hóa khác bề mặt điện cực tiếp xúc với dung dịch * Ưu điểm: chuẩn dùng thị màu hóa học (nhìn mắt): - Độ nhạy cao hơn, chuẩn độ dng dịch có nồng độ thấp - Tránh sai số chủ quan phát điểm kết thúc chuẩn độ mắ thường - Có thể chuẩn độ dung dịch có màu, đục, chuẩn độ riêng hỗn hợp có nhiều thành phần - Có thể tự động hóa việc chuẩn độ đo điện  ... Điều kiện phân tử để hấp thụ xạ hồng ngoại? kiểu dao động phân tử? * Điều kiện: - Độ dài sóng xác xạ: phân tử hấp thụ xạ hồng ngoại tần số dao động tự nhiên phân tử tần số xạ tốt - Một phân tử... chúng( phân tử đgl có lưỡng cực điện nguyên tử thành phần có điện tích (+) (-) rõ rệt * Các kiểu dao động phân tử: - Dao động hóa trị: dao động làm thay đổi chiều dài liên kết nguyên tử phân tử... -Tro hóa chất hữu tạo CO2&H2O bay để lại cặn vô mẫu - Sự hóa hợp phần mẫu dạng phân tử trước phân ly (như với oxyd Sb2O3, Ga2O3, muối halogen nhưu clorid Sb, Sn, Al, Ti, Ga…theo sơ đồ sau: - Sự phân