1 ĐỀ CƯƠNG HÓA PHÂN TÍCH 2 Câu hỏi số Nội dung Đáp án trang 1 Nguyên tắc phương pháp Quang phổ UV – VIS? 2 2 Hệ số hấp thụ riêng của một chất là gì? Ý nghĩa đại lượng này trong Hóa phân tích 2 3 Cơ sở.
ĐỀ CƯƠNG HĨA PHÂN TÍCH Câu hỏi số 10 11 12 13 14 15 16 Nội dung Nguyên tắc phương pháp Quang phổ UV – VIS? Hệ số hấp thụ riêng chất gì? Ý nghĩa đại lượng Hóa phân tích Cơ sở phương pháp Quang phổ UV-VIS? Phân tích cấu trức chất tan ảnh hưởng đến khả hấp thụ UV- VIS chất nào? Vẽ sơ đồ cấu tạo nêu vai trò phận máy Quang phổ UV- VIS chùm tia Vì phân tử hữu hấp thụ quang phổ IR? Có phải tất dao đông phân tử hữu hấp thụ quang phổ IR? Vai trò phổ IR hóa phân tích? Ứng dụng phương pháp quang phổ IR Nguyên tắc hoạt động hệ thống HPLC Các phận hệ thống HPLC Nêu ý nghĩa đại lượng thời gian lưu, số phân bố, số đĩa lý thuyết phương pháp sắc ký Nguyên tắc phương pháp sắc ký lớp mỏng? Các bước phương pháp săc ký lớp mỏng Ứng dụng phương pháp sắc ký lớp mỏng Các tập định lượng phương pháp quang phổ UV- VIS Nguyên lý sở phương pháp Quang phổ hấp thụ UV-VIS Phân tích điều kiện áp dụng định luật Lamber- Beer định tính định lượng chất Nguyên tắc phương pháp sắc ký lớp mỏng Nêu bước thực kỹ thật sắc ký lớp mỏng phân tích định tính Định nghĩa quang phổ hồng ngoại Yêu cầu để pt hữu hấp thụ xạ hồng ngoại Vai trò phổ hồng ngoại ứng dụng phương pháp qumg phổ hấp thụ hồng ngoại Đáp án trang 2 2-4 4-5 5-6 6-7 7 7-8 8-9 9-11 11-12 + cuối đề cương 12-14 14 15-16 16 ĐÁP ÁN ĐỀ CƯƠNG HỐ PHÂN TÍCH Câu 1: Nguyên tắc phương pháp Quang phổ UV – VIS? - Khi chiếu chùm sáng có bước sóng phù hợp qua dung dịch chất phân tích, phân tử chất phân tích hấp thụ phần lượng chùm sáng, phần ánh sáng truyền qua dung dịch - Xác định cường độ chùm ánh sáng truyền qua ta xác định nồng độ dung dịch - Nếu dung dịch hấp thu xạ vùng tử ngoại (UV), ánh sáng trắng truyền suốt hồn tồn đến mắt, dung dịch khơng màu => Phương pháp Quang phổ UV - Nếu dung dịch hấp thu xạ vùng khả kiến (VIS) => Dung dịch có màu => Phương pháp Quang phổ VIS (phương pháp so màu hay đo màu) Câu 2: Hệ số hấp thụ riêng chất gì? Ý nghĩa đại lượng Hóa phân tích? - Định luật Lamber- Beer có cơng thức: A=lg + A: Độ hấp thụ 𝐈𝐨 𝐈 = ε.L.C + ε: Hệ số hấp thụ, phụ thuộc vào chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc + L: chiều dày dung dịch (cm) + C: Nồng độ dung dich (mol/l) - Trong quang phổ UV-Vis, người ta thường dùng nồng độ mol nồng độ phần trăm, tương ứng với chúng có loại hệ số hấp thụ sau: + Nếu nồng độ tính theo mol/l, L = 1cm C = 1M A = ε, nên ε gọi hệ số hấp thụ mol Hệ số hấp thụ mol hay sử dụng mơ tả tính chất quang phổ chất hữu + Nếu nồng độ C tính theo phần trăm (kl/tt) L tính theo cm thì: A= 1% E1cm L C 1% E1cm gọi hệ số hấp thụ riêng, ký hiệu A(1%, 1cm) Hệ số hấp thụ riêng thường dùng phân tích kiểm nghiệm Câu 3: Cơ sở phương pháp Quang phổ UV-VIS? Sự xuất phổ hấp thụ UV-VIS - Phân tử có nhiều mức lượng khác nhau, tương ứng với thay đổi trạng thái lượng electron, dao động phân tử Vì phân tử chất hấp thụ xạ điện từ khác - Sự hấp thụ xạ tử ngoại – khả kiến (UV- VIS) có lượng lớn, nên có khả làm thay đổi mức lượng electron từ trạng thái (Eo) lên trạng thái kích thích (Em) Do phổ UV-VIS phổ electron - Hiệu hai mức lượng (Eo) kích thích (Em) lượng phân tử hấp thụ từ nguồn sáng: 𝛥E = Em – Eo = ℎ.𝑐 𝜆 , đó: h số Planck (6,63.10-34 J.s) c vận tốc ánh sáng (3.108 m/s) λ bước sóng xạ điện từ (tính mét) - Người ta chia phổ tử ngoại khả kiến (UV-VIS) thành vùng: + tử ngoại xa: gồm tia xạ có bước sóng 200nm + tử ngoại gần: gồm tia xạ có bước sóng khoảng từ 200-400 nm + khả kiến (vùng Vis) vùng ánh mà ta nhìn thấy được: gồm tia xạ có bước sóng khoảng từ 400-800 nm Định luật Lamber-Beer hệ số hấp thụ - Định luật: + Khi chiếu chùm tia đơn sắc có cường độ Io qua dung dịch có chiều dày l (cm) Sau bị dung dịch hấp thụ, cường độ chùm tia lại I + Công thức: A = lg + A: Độ hấp thụ + T: Độ truyền qua T = lg Io I = ε.L.C + ε : Hệ số hấp thụ, phụ thuộc vào chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc + L: chiều dày dung dịch (cm) + C: Nồng độ dung dich (mol/l) - Tính chất cộng tính độ hấp thụ (A): Io I1 Ɛ1 C1 Ɛ2 C2 I2 A A = AA+AB = 1.L.C1 + 2.L.C2 Độ hấp thụ (A) đo chất phân tích (X) hồ tan dung môi (dm) độ hấp thụ tổng cộng dung dịch A= AX + Adm - Các hệ số hấp thụ: + Trong quang phổ UV-Vis, người ta thường dùng nồng độ mol nồng độ phần trăm, tương ứng với chúng có loại hệ số hấp thụ sau: + Nếu nồng độ tính theo mol/l, L = 1cm C = 1M A = ε, nên ε gọi hệ số hấp thụ mol Hệ số hấp thụ mol hay sử dụng mơ tả tính chất quang phổ chất hữu + Nếu nồng độ C tính theo phần trăm (kl/tt) L tính theo cm thì: A= 1% E1cm L C 1% E1cm gọi hệ số hấp thụ riêng, ký hiệu A(1%, 1cm) Hệ số hấp thụ riêng thường dùng hệ số hấp thụ riêng Phổ hấp thụ Đường biểu diễn phụ thuộc độ hấp thu A vào độ dài bước sóng (λ) (hay tần số sóng n) gọi phổ hấp thu chất khảo sát Câu 4: Phân tích cấu trúc chất tan ảnh hưởng đến khả hấp thụ UV- VIS chất nào? Cấu trúc phân tử ảnh hưởng lớn đến khả hấp thụ UV- Vis phân tử Các yếu tố ảnh hưởng cấu trúc lên độ hấp thụ phân tử hiệu ứng cảm ứng, liên hợp hiệu ứng không gian Ảnh hưởng cấu trúc phân tử bao gồm ảnh hưởng nhóm mang màu, nhóm trợ màu ảnh hưởng hướng liên kết Ảnh hưởng nhóm mang màu nhóm trợ màu: - Nhóm mang màu: + Làm cho phân tử hấp thụ xạ có bước sóng dài UV-Vis + Khi phân tử có chứa nhóm hấp thụ xạ có bước sóng > 200nm + Ví dụ: -N=N-; =C=C=; -C=C-; =C=S + Một số nhóm mang màu như: • Alken dien Carbonyl đơn giản Enon polyen • Dẫn chất benzen lần, lần… Carbonyl thơm • Đa vịng thơm, dị vịng - Nhóm trợ màu: + Các nhóm tự có khả hấp thụ UV-VIS lại làm ảnh hưởng khả nhóm mang màu khác + Thường nhóm hay nguyên tử có hay nhiều cặp e tự - OH, -NH2, OR; X- … Ảnh hưởng hướng liên kết: - Vị trí liên kết bội ảnh hưởng nhiều đến hấp thụ phân tử, đặc biệt hệ liên hợp Không vị trí liên kết đơi hệ vịng làm thay đổi vị trí cực đại hấp thụ hệ số hấp thụ phân tử - Ví dụ: - Hướng liên kết nhóm mang màu hay trợ màu có ảnh hưởng rõ rệt đến cực đại hấp thụ Câu 5: Vẽ sơ đồ cấu tạo nêu vai trò phận máy Quang phổ UV- VIS chùm tia Sơ đồ cấu tạo máy Quang phổ UV- VIS chùm tia Vẽ theo sơ đồ bên dưới, sơ đồ bên để dễ hình dung Io Ghi chú: Nguồn xạ Ống kính chuẩn trực Thiết bị tạo xạ đơn sắc (Lăng kính/ Cách tử) Khe sáng Bộ phận chứa mẫu (Cuvettes) Detector Bộ phận khuếch đại xử lý số liệu It Vai trò phận máy Quang phổ UV- VIS chùm tia Nguồn xạ - Nguồn cung cấp ánh sáng máy quang phổ UV-Vis đèn M - Tuỳ theo vùng xạ điện từ muốn có mà người ta chọn loại đèn thích hợp, như: + Đèn Deuterium cung cấp ánh sáng có bước sóng khoảng 190 ~ 420nm + Đèn vonfram (halogen-iodine bromide) cung cấp ánh sáng có bước sóng khoảng 400~ 800nm + Đèn xenon (khí xenon) cung cấp ánh sáng có bước sóng khoảng 190 ~ 800nm Ống kính chuẩn trực Giúp tạo chùm tia sáng song song dựa vào thấu kính hội tụ Thiết bị tạo xạ đơn sắc - Từ chùm tia sáng có nhiều bước sóng khác nhau, người ta thu chùm tia đơn sắc qua phận đơn sắc hố - Bộ phận đơn sắc hố là: + Lăng kính: Những xạ khác bị bẻ gãy góc khác qua lăng kính + Cách tử: Cách tử nhiễu xạ kính có rãnh song song, đặt sát (có thể lên đến 2000 rãnh/mm) Cho phép tách chùm tia đơn sắc chi tiết hơn, hiệu Khe sáng Tăng, giảm cường độ chùm sáng vào buồng chứa mẫu Bộ phận chứa mẫu (Cuvettes) - Cuvettes nằm vị trí cuối đường truyền - Có loại cuvettes nhựa, thủy tinh thạch anh Detector Bộ phận nàу có tác dụng cảm nhận хạ điện từ ѕau bị hấp thụ chuуển chúng thành dòng điện Bộ phận khuếch đại xử lý số liệu Xử lý hiển thị kết Câu 6: Vì phân tử hữu hấp thụ quang phổ IR? Có phải tất dao đông phân tử hữu hấp thụ quang phổ IR? Vì phân tử hữu hấp thụ quang phổ IR: - Trong phân tử hữu có số dao động sau: + Giãn đối xứng + Giãn bất đối xứng + Uốn mặt phẳng + Uốn mặt phẳng - Khi phân tử chiếu xạ, lượng xạ điện từ hấp thụ tần số sóng xạ phù hợp với tần số sóng dao động Có phải tất dao đơng phân tử hữu hấp thụ quang phổ IR? - Những dao động dẫn tới biến đổi moment lưỡng cực quan sát phổ IR - Ví dụ có dao động sau khơng hấp thụ quang phổ IR, như: + nguyên tử H CH4 dao động đối xứng => CH4 không hấp thụ quang phổ IR + Dao động đối xứng C=C C2H4 => C2H4 không hấp thụ QP IR + Dao động đối xứng C ≡ C C2H2 => C2H2 không hấp thụ QP IR Câu 7: Vai trị phổ IR hóa phân tích? Ứng dụng phương pháp quang phổ IR? Vai trị phổ IR hóa phân tích: - Mỗi dao động phân tử hấp thụ tần số sóng định - Phổ IR giúp xác định dao động đặc trưng liên kết (bonds) hay nhóm chức (functional groups) có phân tử Ứng dụng phương pháp quang phổ IR: - Dự đoán cấu trúc: dựa vào đỉnh đặc trưng nhóm chức + Vùng phổ nhóm (4000- 1500 cm-1) + Vùng phổ vân tay (1500 -400 cm-1) - Định tính: Bằng cách so sánh phổ thử phổ chuẩn Nếu phổ thử phổ chuẩn trùng chất thử chất chuẩn - Nghiên cứu trình phản ứng: xác định lượng nhỏ hỗn hợp chất lấy theo thời gian - Phát tạp chất: So sánh phổ thử phổ chuẩn để tìm pic lạ - Định lượng: Chọn pic đặc trưng => So sánh chiều cao pic chuẩn thử Câu 8: Nguyên tắc hoạt động hệ thống HPLC? Nguyên tắc hoạt động hệ thống HPLC Dựa việc bơm để đẩy lượng chất lỏng áp suất cao hỗn hợp mẫu cần phân tích qua cột nhồi đầy loại chất hấp phụ từ dẫn tới việc tách thành phần mẫu Cách hoạt động HPLC -Trong phương pháp HPLC, máy bơm đẩy dung môi hay pha động qua cột áp suất cao (có thể lên đến 400 atm) Chất hấp phụ thường vật liệu dạng hạt làm từ hạt rắn silica polyme - Nhờ có áp suất cao mà thời gian xử lý mẫu diễn nhanh nhiều so với sắc ký cột cổ điển Điều cho phép sử dụng chất hấp phụ có kích thước hạt nhỏ để làm tăng diện tích bề mặt tương tác pha tĩnh phân tử chảy qua Nhờ mà việc phân tách thành phần hỗn hợp tốt - Dung môi sử phương pháp HPLC thường hỗn hợp dung môi nước, acetonitrile và/hoặc methanol - Các thành phần hỗn hợp tách khỏi mức độ tương tác chúng với hạt hấp thụ khác Điều làm cho tốc độ rửa giải chất hỗn hợp khác tạo nên phân tách thành phần chúng khỏi cột So với sắc ký cột cổ điển, HPLC có tính tự động hóa cao độ nhạy tốt nhiều Câu 9: Các phận hệ thống HPLC? Bình chứa pha động - Pha động thường chứa bình thủy tinh - Pha động sắc ký lỏng thường hai dung mơi hịa tan vào - Trước sử dụng, cần lọc qua màng lọc 0,45µm áp suất giảm - Đuổi khí hịa tan pha động cách: chạy siêu âm, sục khí trơ heli,… Hệ bơm - Bơm cao áp phận để đẩy pha động từ bình chứa dung mơi qua cột áp suất cao (250-500 at) - Có thể chịu áp suất cao không bị dung môi ăn mòn - Lưu lượng bơm từ 0.1 đến 10mL/phút Hệ tiêm mẫu - Có thể hệ tiêm mẫu tự động tiêm mẫu tay có phận kim phun - Dung dịch mẫu phân tích tiêm thẳng vào pha động xilanh qua van tiêm có vịng chứa mẫu - Sample loop có dung tích khác nhau: 0,5 - 20µL - Auto sampler chứa nhiều mẫu tiêm mẫu vào hệ thống sắc kí theo chương trình chọn Cột Trong cột nhồi pha tĩnh: - Pha tĩnh nhôm oxyd - Pha tĩnh cao phân tử (Polystyren, Cellulo) - Pha tĩnh mạch cacbon - Pha tĩnh silicagel Detector - Là phận phát chất khỏi cột cho tín hiệu ghi sắc ký đồ để định tính định lượng - Tín hiệu đầu dị thu là: độ hấp thụ quang, cường độ phát xạ, cường độ điện thế, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, chiết suất,… - Thường dùng: Detector tử ngoại khả kiến Thiết bị thu thập liệu Tín hiệu từ đầu dị thu thập máy ghi biểu đồ tích hợp điện tử khác với phần mềm lưu trữ, phân tích xử lý liệu sắc ký Câu 10: Nêu ý nghĩa đại lượng thời gian lưu, số phân bố, số đĩa lý thuyết phương pháp sắc ký? Thời gian lưu (tR): - Tính chất lưu giữ phản ánh phân bố chất tan pha tĩnh pha động biểu thị đại lượng thời gian lưu, thể tích lưu - Thời gian lưu tR khoảng thời gian từ lúc tiêm mẫu vào cột đến pic đến detector - Pic nhỏ bên trái chất không lưu giữ Tốc độ di chuyển tốc độ di chuyển trung bình phân tử pha động Thời gian tM chất không lưu giữ gọi thời gian chết - Dựa vào thời gian lưu tR, tính tốc độ trung bình chất phân tích theo cơng thức: ῡ = 𝐿 𝑡𝑅 , đó: L chiều dài cột - Tương tự, tốc độ trung bình phân tử pha động là: υ= 𝐿 𝑡𝑀 Hệ số phân bố (K): - Tốc độ di chuyển chất tan qua pha tĩnh xác định hệ số phân bố K K= 𝐶𝑠 𝐶𝑀 CS nồng độ mol chất tan pha tĩnh CM nồng độ mol pha động - Ái lực tương đối chất tan với hai pha lượng giá hệ số K - Trị số K lớn, di chuyển chất tan qua pha tĩnh chậm - Nếu chất hỗn hợp có số K khác nhiều, khả tách diễn dễ dàng Số đĩa lý thuyết (N) - Cột sắc ký phân thành nhiều lớp mỏng xếp sát gọi đĩa lý thuyết - Ở đĩa diễn phân bố cân tức thời chất tan pha tĩnh pha động - Khi phần pha động đưa vào đĩa làm dịch chuyển cân phần chất tan theo pha động sang đĩa tiếp sau - Ở đĩa này, cân thiết lập chất tan lại theo pha động sang tiếp đĩa sau - Nhờ thiết lập trình cân đĩa nối tiếp thế, chất tan phân bố số đĩa số đĩa này, đĩa có nồng độ cực đại so với đĩa lân cận hai bên - Số đĩa lý thuyết tính theo cơng thức: N= 𝐿 𝐻 , đó: L chiều dài cột chia thành N đĩa lý thuyết H chiều cao đĩa lý thuyết Câu 11: Nguyên tắc phương pháp sắc ký lớp mỏng? Các bước phương pháp săc ký lớp mỏng.Ứng dụng phương pháp sắc ký lớp mỏng? Nguyên tắc pp sắc ký lớp mỏng (TLC): - Quá trình tách sắc ký lớp mỏng thực lớp mỏng gồm hạt kích thước đồng kết dính giá thủy tinh, nhôm chất dẻo - Lớp mỏng kết dính pha tính - Sắc ký lớp mỏng kỹ thuật tách chất tiến hành cho pha động (MP) di chuyển qua pha tĩnh (SP) chấm hỗn hợp chất cần tách - Bản chất hệ sắc ký lỏng rắn - Cơ chế: chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion, sàng lọc phân tử hay phối hợp đồng thời nhiều chế tuỳ theo tính chất pha động hay pha tĩnh Các bước phương pháp săc ký lớp mỏng: Chuẩn bị: - Bản mỏng silicagel GF 54; Bình sắc ký - Dung môi; Dung dịch đối chiếu; Dung dịch mẫu thử - Bút chì; Ống mao quản; Máy sấy - Dụng cụ phun thuốc thử; Đèn tử ngoại Tiến hành 2.1 Hoạt hóa mỏng - Cắt mỏng theo kích thước phù hợp với bình sắc ký - Sấy mỏng 110oC 1h 2.2 Bão hịa dung mơi bình sắc ký - Chuẩn bị hệ dung môi theo yêu cầu chuyên luận (VD: EtOH: H2O (30:5); Sử dụng ống đong bình nón nút mài) - Lót giấy lọc xung quanh bình sắc ký - Rót hệ dung mơi chuẩn bị vào bình sắc ký - Đậy nắp để yên h (tránh ánh sáng nhiệt độ cao) 2.3 Chấm mẫu đối chiếu mẫu phân tích lên mỏng - Rót mẫu đối chiếu mẫu thử cốc - Dùng bút chì kẻ đường cách cạnh mỏng 1,0 – 1,5 cm - Dùng ống mao quản chấm mẫu đối chiếu mẫu thử lên mỏng (Lưu ý: vết cách 1,5 cm cách cạnh bên 1,0cm lượng mấu khoảng 0,1 – 0, µg/vết) 2.4 Triển khai sắc ký - Đặt bàn mỏng vào bình triên khai Chú ý lượng dung môi dùng cho để vết chấm phải bề mặt lớp dung môi - Đậy kín bình triển khai nhiệt độ từ 20 °C đến 25 °C tránh ánh sáng - Khi dung môi khoảng 3/4 mỏng, lấy mịng khỏi bình, - Đánh dẩu mức dung mơi, làm bay dung mơi cịn đọng lại mòng vết theo chi dẫn chuyên luận riêng Phát vết sắc ký đánh giá kết - Phát vết sắc ký theo quy định chuyên luận riêng: ánh sánh thường, dèn UV – VIS, phun thuốc thử màu… - Các loại thuốc thử màu như: + Thuốc thử chung: Acid phosphomolipdic; H2SO4; Hơi Iod + Thuốc thử chọn lọc: Ninhydrin; 2.7 fluorescein; Vanilin/ H2SO4 - Tính giá trị Rf - Đánh giá kết Kết luận Dựa màu sắc, hình dạng, giá trị Rf mẫu thử mẫu đối chiếu Ứng dụng phương pháp sắc ký lớp mỏng: 10 - Định tính: Dựa vào Rf mẫu chuẩn thử chạy sắc ký điều kiện - Thử tinh khiết: Phát vết lạ sắc ký đồ - Định lượng: + Cách 1: Tách chiết chất phân tích vết sắc ký dung mơi thích hợp Sau làm => Định lượng chất phân tích phương pháp thích hợp (Ít dùng) + Cách 2: ĐL trực tiếp mỏng Câu 12: Các tập định lượng phương pháp quang phổ UV- VIS? Lưu ý: Câu ko nêu rõ tập nào, em nêu phương pháp để làm tập định lượng phương pháp UV-VIS Những tập cụ thể, em để cuối đề cương, thi vào câu này, anh/chị tìm để tham khảo Định lượng Một chất dung dịch Phương pháp đường chuẩn Phương pháp thêm chuẩn Nhiều chất Dung dịch Phương pháp so sánh Đo độ hấp thụ (A) dung dịch nhiều bước sóng Đạo hàm Định lượng chất dung dịch: Phương pháp đường chuẩn - Pha dãy chuẩn có nồng độ C tăng dần - Dựng đồ thị đường chuẩn A = f ( C ) Viết phương trình hồi quy tuyến tính đường chuẩn y = ax + b - Đo A mẫu phân tích, tìm Cx đồ thị Phương pháp thêm chuẩn - Chuẩn bị dung dịch mẫu phân tích có Cx (dung dịch a) - Thêm vào dung dịch a thể tích dung dịch chuẩn có Cc (dung dịch b) - Đo Ax A (x + c) dung dịch a dung dịch b 11 Cx = 𝑨𝒙 𝑪𝒄 𝑨(𝒙+𝒄)−𝑨𝒙 Phương pháp so sánh - Theo Ac : - Theo A(1%,1cm): Câu 13: Nguyên lý sở phương pháp Quang phổ hấp thụ UV-VIS Nguyên lý phương pháp Quang phổ hấp thụ UV-VIS - Khi chiếu chùm sáng có bước sóng phù hợp qua dung dịch chất phân tích, phân tử chất phân tích hấp thụ phần lượng chùm sáng, phần ánh sáng truyền qua dung dịch - Xác định cường độ chùm ánh sáng truyền qua ta xác định nồng độ dung dịch - Nếu dung dịch hấp thu xạ vùng tử ngoại (UV), ánh sáng trắng truyền suốt hoàn toàn đến mắt, dung dịch không màu => Phương pháp Quang phổ UV - Nếu dung dịch hấp thu xạ vùng khả kiến (VIS) => Dung dịch có màu => Phương pháp Quang phổ VIS (phương pháp so màu hay đo màu) Cơ sở phương pháp Quang phổ hấp thụ UV-VIS Sự xuất phổ hấp thụ UV-VIS - Phân tử có nhiều mức lượng khác nhau, tương ứng với thay đổi trạng thái lượng electron, dao động phân tử Vì phân tử chất hấp thụ xạ điện từ khác - Sự hấp thụ xạ tử ngoại – khả kiến (UV- VIS) có lượng lớn, nên có khả làm thay đổi mức lượng electron từ trạng thái (Eo) lên trạng thái kích thích (Em) Do phổ UV-VIS phổ electron - Hiệu hai mức lượng (Eo) kích thích (Em) lượng phân tử hấp thụ từ nguồn sáng: 𝛥E = Em – Eo = 12 ℎ.𝑐 𝜆 , đó: h số Planck (6,63.10-34 J.s) c vận tốc ánh sáng (3.108 m/s) λ bước sóng xạ điện từ (tính mét) - Người ta chia phổ tử ngoại khả kiến (UV-VIS) thành vùng: + tử ngoại xa: gồm tia xạ có bước sóng 200nm + tử ngoại gần: gồm tia xạ có bước sóng khoảng từ 200-400 nm + khả kiến (vùng Vis) vùng ánh mà ta nhìn thấy được: gồm tia xạ có bước sóng khoảng từ 400-800 nm Định luật Lamber-Beer hệ số hấp thụ - Định luật: + Khi chiếu chùm tia đơn sắc có cường độ Io qua dung dịch có chiều dày l (cm) Sau bị dung dịch hấp thụ, cường độ chùm tia lại I + Công thức: A = lg + A: Độ hấp thụ + T: Độ truyền qua T = lg Io I = ε.L.C + ε : Hệ số hấp thụ, phụ thuộc vào chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc + L: chiều dày dung dịch (cm) + C: Nồng độ dung dich (mol/l) - Tính chất cộng tính độ hấp thụ (A): Io I1 Ɛ1 C1 Ɛ2 C2 I2 A A = AA+AB = 1.L.C1 + 2.L.C2 Độ hấp thụ (A) đo chất phân tích (X) hồ tan dung môi (dm) độ hấp thụ tổng cộng dung dịch A = AX + Adm 13 - Các hệ số hấp thụ: + Trong quang phổ UV-Vis, người ta thường dùng nồng độ mol nồng độ phần trăm, tương ứng với chúng có loại hệ số hấp thụ sau: + Nếu nồng độ tính theo mol/l, L = 1cm C = 1M A = ε, nên ε gọi hệ số hấp thụ mol Hệ số hấp thụ mol hay sử dụng mơ tả tính chất quang phổ chất hữu + Nếu nồng độ C tính theo phần trăm (kl/tt) L tính theo cm thì: A= 1% E1cm L C 1% E1cm gọi hệ số hấp thụ riêng, ký hiệu A(1%, 1cm) Hệ số hấp thụ riêng thường dùng hệ số hấp thụ riêng Phổ hấp thụ Đường biểu diễn phụ thuộc độ hấp thu A vào độ dài bước sóng (λ) (hay tần số sóng n) gọi phổ hấp thu chất khảo sát Câu 14: Phân tích điều kiện áp dụng định luật Lamber- Beer định tính định lượng chất - Định luật: chiếu chùm tia đơn sắc có cường độ Io qua dung dịch có chiều dày l (cm) Sau bị dung dịch hấp thụ, cường độ chùm tia lại I - Công thức: A=lg + A: Độ hấp thụ Io I = ε.L.C + ε: Hệ số hấp thụ, phụ thuộc vào chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc + L: chiều dày dung dịch (cm) + C: Nồng độ dung dich (mol/l) - Như vậy, điều kiện áp dụng định luật Lamber- Beer là: + Thiết bị phải có khả tạo chùm tia có độ đơn sắc định Độ đơn sắc cao tốt + Chất thử: Có trùng khít phổ ε-λ dung dịch có C khác Đồ thị biểu diễn phụ thuộc A-C L không thay đổi đường thẳng qua gốc toạ độ Phải bền dung dịch bền tác dụng UV-Vis + Dung dịch: Phải nằm khoảng nồng độ thích hợp Dung dịch phải suốt để hạn chế tối đa tượng quang học khác 14 Câu 15: Nguyên tắc phương pháp sắc ký lớp mỏng Nêu bước thực kỹ thật sắc ký lớp mỏng phân tích định tính? Nguyên tắc pp sắc ký lớp mỏng (TLC): - Quá trình tách sắc ký lớp mỏng thực lớp mỏng gồm hạt kích thước đồng kết dính giá thủy tinh, nhơm chất dẻo - Lớp mỏng kết dính pha tính - Sắc ký lớp mỏng kỹ thuật tách chất tiến hành cho pha động (MP) di chuyển qua pha tĩnh (SP) chấm hỗn hợp chất cần tách - Bản chất hệ sắc ký lỏng rắn - Cơ chế: chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion, sàng lọc phân tử hay phối hợp đồng thời nhiều chế tuỳ theo tính chất pha động hay pha tĩnh Các bước thực kỹ thuật sắc ký lớp mỏng phân tích định tính: Chuẩn bị: - Bản mỏng silicagel GF 54; Bình sắc ký - Dung mơi; Dung dịch đối chiếu; Dung dịch mẫu thử - Bút chì; Ống mao quản; Máy sấy - Dụng cụ phun thuốc thử; Đèn tử ngoại Tiến hành 2.1 Hoạt hóa mỏng - Cắt mỏng theo kích thước phù hợp với bình sắc ký - Sấy mỏng 110oC 1h 2.2 Bão hịa dung mơi bình sắc ký - Chuẩn bị hệ dung môi theo yêu cầu chuyên luận (VD: EtOH: H2O (30:5); Sử dụng ống đong bình nón nút mài) - Lót giấy lọc xung quanh bình sắc ký - Rót hệ dung mơi chuẩn bị vào bình sắc ký - Đậy nắp để yên h (tránh ánh sáng nhiệt độ cao) 2.3 Chấm mẫu đối chiếu mẫu phân tích lên mỏng - Rót mẫu đối chiếu mẫu thử cốc - Dùng bút chì kẻ đường cách cạnh mỏng 1,0 – 1,5 cm - Dùng ống mao quản chấm mẫu đối chiếu mẫu thử lên mỏng (Lưu ý: vết cách 1,5 cm cách cạnh bên 1,0cm lượng mấu khoảng 0,1 – 0, µg/vết) 2.4 Triển khai sắc ký - Đặt bàn mỏng vào bình triên khai Chú ý lượng dung môi dùng cho để vết chấm phải bề mặt lớp dung mơi - Đậy kín bình triển khai nhiệt độ từ 20 °C đến 25 °C tránh ánh sáng - Khi dung môi khoảng 3/4 mỏng, lấy mịng khỏi bình, - Đánh dẩu mức dung mơi, làm bay dung mơi cịn đọng lại mòng vết theo chi dẫn chuyên luận riêng Phát vết sắc ký đánh giá kết - Phát vết sắc ký theo quy định chuyên luận riêng: ánh sánh thường, dèn UV – VIS, phun thuốc thử màu… - Các loại thuốc thử màu như: + Thuốc thử chung: Acid phosphomolipdic; H2SO4; Hơi Iod 15 + Thuốc thử chọn lọc: Ninhydrin; 2.7 fluorescein; Vanilin/ H2SO4 - Tính giá trị Rf - Đánh giá kết Kết luận Dựa màu sắc, hình dạng, giá trị Rf mẫu thử mẫu đối chiếu Câu 16: Định nghĩa quang phổ hồng ngoại? Yêu cầu để pt hữu hấp thụ xạ hồng ngoại? Vai trò phổ hồng ngoại ứng dụng phương pháp qumg phổ hấp thụ hồng ngoại? Định nghĩa quang phổ hồng ngoại: - Là quang phổ thực vùng hồng ngoại (IR) phổ xạ điện từ, ánh sáng vùng có bước sóng (λ) dài tần số sóng (ν) thấp so với vùng ánh sáng nhìn thấy - Phương pháp phân tích phổ IR nói vùng phổ nằm vùng 1- 25 mm (số sóng 4000 - 400 cm-1) Vùng cung cấp cho ta thông tin quan trọng dao động phân tử thơng tin cấu trúc phân tử Yêu cầu để phân tử hữu hấp thụ xạ hồng ngoại? - Khi phân tử chiếu xạ, lượng xạ điện từ hấp thụ tần số sóng xạ phù hợp với tần số sóng dao động - Nếu dao động phân tử hữu dẫn tới biến đổi moment lưỡng cực quan sát phổ IR Vai trị phổ IR hóa phân tích: - Mỗi dao động phân tử hấp thụ tần số sóng định - Phổ IR giúp xác định dao động đặc trưng liên kết (bonds) hay nhóm chức (functional groups) có phân tử Ứng dụng phương pháp quang phổ IR: - Dự đoán cấu trúc: dựa vào đỉnh đặc trưng nhóm chức + Vùng phổ nhóm (4000- 1500 cm-1) + Vùng phổ vân tay (1500 -400 cm-1) - Định tính: Bằng cách so sánh phổ thử phổ chuẩn Nếu phổ thử phổ chuẩn trùng chất thử chất chuẩn - Nghiên cứu trình phản ứng: xác định lượng nhỏ hỗn hợp chất lấy theo thời gian - Phát tạp chất: So sánh phổ thử phổ chuẩn để tìm pic lạ - Định lượng:Chọn pic đặc trưng => So sánh chiều cao pic chuẩn thử 16 CÁC BÀI TẬP CÓ THỂ RA ĐỐI VỚI CÂU SỐ 12 BÀI 1: 17 BÀI 2: 18 BÀI 3: 19 BÀI 4: 20 BÀI 5: 21 BÀI 6: 22 ... tử H CH4 dao động đối xứng => CH4 không hấp thụ quang phổ IR + Dao động đối xứng C=C C2H4 => C2H4 không hấp thụ QP IR + Dao động đối xứng C ≡ C C2H2 => C2H2 không hấp thụ QP IR Câu 7: Vai trị phổ... chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc + L: chiều dày dung dịch (cm) + C: Nồng độ dung dich (mol/l) - Tính chất cộng tính độ hấp thụ (A): Io I1 Ɛ1 C1 ? ?2 C2 I2 A A = AA+AB = 1.L.C1 + ? ?2. L.C2... chất dung dịch, bước sóng chùm tia đơn sắc + L: chiều dày dung dịch (cm) + C: Nồng độ dung dich (mol/l) - Tính chất cộng tính độ hấp thụ (A): Io I1 Ɛ1 C1 ? ?2 C2 I2 A A = AA+AB = 1.L.C1 + ? ?2. L.C2