phổ hấp thụ phân tử uv-vis

phổ hấp thụ phân tử uv-vis

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay ở nước ta, việc ứng dụng các phương pháp phổ đã trở nên phổ biến và rất cần thiết trong giảng dạy, học tập, nghiên cứu khoa học, trong đời sống và sản xuất không chỉ ở phạm vi ngành hóa học mà còn ở nhiều ngành khác như hóa sinh, y dược, nông nghiệp, dầu khí, vật liệu, môi trường… Từ những năm 80 trở lại đây, do tiến bộ nhảy vọt của khoa học kỹ thuật nói chung và của ngành - tin học nói riêng, các phương pháp phổ đã phát triển mạnh mẽ cả về kĩ thuật thực nghiệm lẫn kho tàng dữ liệu và cơ sở lí thuyết, do đó dẫn tới những thay đổi về chất Nói một cách khác, các phương pháp phổ đã trải qua một cuộc cách mạng khiến cho những thành tựu và việc ứng dụng nó trở nên rộng rãi và phổ biến hơn

Trong số các phương pháp phổ thông dụng, nhóm các phương pháp phân tích quang học được biết đến như một phương pháp có độ chính xác và độ lặp lại cao Nhóm các phương pháp phân tích quang học dựa trên tính chất quang học của chất

phân tích được chia thành các phương pháp như: phương pháp hấp thụ phân tử dựa trên phép đo lượng ánh sáng do phân tử chất phân tích hấp thụ; phương pháp phát

quang dựa trên phép đo cường độ bức xạ do phân tử chất phát quang phát ra dưới tác

dụng của năng lượng bức xạ rọi nào đó Phương pháp hấp thụ nguyên tử và phát xạ

nguyên tử dựa trên sự hấp thụ hay bức xạ năng lượng của nguyên tử khi nó chuyển từ

mức năng lượng cơ bản lên mức năng lượng kích thích hoặc ngược lại Ngoài các phương pháp trên, còn có các phương pháp phân tích quang học khác như: phương

pháp khúc xạ, phương pháp phân cực, phương pháp phổ hồng ngoại, phương pháp phổ

tia X, phương pháp phổ Raman,… Những phương pháp này được sử dụng chủ yếu để

nghiên cứu cấu trúc của chất

Trong số các phương pháp trên, phương pháp hấp thụ phân tử UV-VIS được sử dụng nhiều nhất Bằng phương pháp này có thể định lượng nhanh chóng với độ nhạy và độ chính xác cao hơn bất kỳ một nguyên tố hóa học nào, trừ các khí trơ Tách chiết chất cần phân tích bằng dung môi thích hợp hoặc kết tủa rồi hòa tan kết tủa rồi định lượng bằng phương pháp phổ hấp thụ phân tử Để định lượng các cấu tử vô cơ người

ta thường sử dụng phản ứng tạo thành (đôi khi là phản ứng phân hủy) phức màu Đa số kim loại và phi kim có khả năng tạo thành các phức chất, trong đó một số có màu hoặc có khả năng tương tác với phức màu.Để định lượng các hợp chất hữu cơ người ta dựa trên phản ứng tổng hợp chất màu Phản ứng tổng hợp còn được dùng để định lượng một số cấu tử vô cơ như sunfua, nitrit…

Vì vậy tôi quyết định chọn đề tài tiểu luận là : PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ VIS Để hiểu được sâu hơn về loại phổ hóa học này

UV-II SỰ XUẤT HIỆN PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-VIS

Các phân tử, nhóm phân tử của các chất, đơn chất hay hợp chất, cũng đều được cấu tạo từ các nguyên tử theo những cách, kiểu liên kết hóa học nhất định của các điện tử hóa trị của các nguyên tố Tuy có nhiều chất khác nhau nhưng chỉ có ba loại liên kết hóa học là liên kết xicma (σ), liên kết pi (π) và liên kết cho nhận Ngoài ra, nếu phân

tử chứa chất dị tố thì còn có thể có thêm một đôi điện tử chưa liên kết ký hiệu là n.

Trong phân tử, hay nhóm nguyên tử, các liên kết xicma có năng lượng nhỏ nhất, rồi đến các liên kết pi và cao hơn là các đôi điện tử tự do n Ở điều kiện thường chúng tồn tại ở dạng bền, nghèo năng lượng Khi có chùm sáng kích thích chiếu vào, chúng sẽ hấp thụ năng lượng của chùm sáng và chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn Theo cơ học lượng tử, ở trạng thái cơ bản của phân tử, các điện tử được sắp đầy và các obitan liên kết σ, π hoặc n có mức năng lượng thấp trong phân

tử Các điện tử hóa trị của liên kết π này nằm trong các phân lớp p, d, f trong các liên

kết loại p-p, d-d, f-f, d-p d-f… Các electron hóa trị, khi đi vào liên kết trong phân tử hình thành các liên kết loại σ và π Đồng thờig trong một số nguyên tử vẫn còn các

đôi điện tử tự do n Khi bị kích thích chúng sẽ có sự chuyển lên các mức năng lượng cao như sau:

σ →σ* ; π → π*Và n → σ* ; n → π*Lúc này phân tử đã bị kích thích Hiệu giữa hai mức năng lượng cơ bản và kích thích chính là năng lượng mà phân tử đã hấp thụ được từ nguồn sáng kích thích tác dụng vào chúng theo biểu thức:

E = ∆E + ∆E + ∆ETổng năng lượng này là tương ứng với năng lượng của các chùm sáng nằm trong vùng UV-VIS Trong ba thành phần này thì ∆E(e) > ∆E(d) > ∆E(q) và chỉ có (e)

E

∆ là được lượng tử hóa, theo các mức năng lượng, các obitan của phân tử (MO)

Do đó, phổ hấp thụ phân tử trong vùng UV-VIS không phải là phổ vạch như phổ phát xạ hay hấp thụ nguyên tử mà là phổ đám có độ rộng từ 10 - 100nm và có các giá trị cực đại và cực tiểu tại những sóng nhất định Nghĩa là không có tính đơn sắc như ở các phổ phát xạ hay hấp thụ nguyên tử

Như vậy, phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là phổ do sự tương tác của các điện tử hóa trị ở trong phân tử hay nhóm phân tử với chùm tia sáng kích thích (chùm tia bức xạ trong vùng UV-VIS) tạo ra Nó là phổ của tổ hợp sự chuyển mức của các điện tử liên kết, sự quay và dao động của phân tử Vì thế nó là phổ đám, có các cực đại và cực tiểu của phổ thường là nằm ở những vùng sóng nhất định tùy theo cấu trúc và loại liên

vùng sóng từ 190 - 900nm Do đó, được gọi là phổ hấp thụ UV-VIS của phân tử hay nhóm phân tử.

1.Các kiểu chuyển mức electron

Ở trên đã xét sự chuyển electron từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích về phương diện năng lượng Đó là sự chuyển từ một mức năng lượng thấp lên một mức năng lượng cao hơn Trong phân tử, các electron ở trên các obitan khác nhau ứng với các mức năng lượng khác nhau Hình 2 trình bày sơ lược về trật tự phân bố các mức năng lượng của các obitan phân tử Khi xét chi tiết, tùy vào mỗi phân tử cụ thể có thể có các obitan σ σ1, , , ,n ,n2 π π1 2 a b… với các mức năng lượng khác nhau Mỗi dạng tương tự như hình 1.a Như vậy có thể xảy ra nhiều kiểu chuyển mức electron từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích

(Hình 2)

Chuyển mức N→V là sự chuyển electron từ trạng thái liên kết lên phản liên kết

có năng lượng cao hơn Chuyển mức này đối với electron σ gọi là chuyển mức

*

σ → σ , đối với electron π gọi là chuyển mức π → π* Hình 2 cho thấy chuyển mức từ σ → σ* ứng với giá trị ∆E lớn nhất nên thường thể hiện ở vùng tử ngoại xa Chuyển mức π → π* ứng với giá trị ∆E nhỏ hơn nên có thể thấy ở vùng tử ngoại gần hoặc vùng khả kiến khi có nhiều electron π liên hợp với nhau.

Chuyển mức N → Q là sự chuyển electron từ trạng thái không liên kết lên phản liên kết có năng lượng cao hơn Chuyển mức này đối với các phân tử có các nguyên tử

( phản ứng liên kết) ( phản ứng liên kết)

n (không liên kết) ( liên kết)

với các cặp electron chưa tham gia liên kết Có hai loại chuyển mức N → Q: chuyển

mức n → σ* (CH3OH) và chuyển mức n → π* (CH2=O) Cả hai đều được đặc trưng bởi cường độ thấp Chuyển mức n → σ* thường thể hiện ở vùng tử ngoại trong khi n

→ π* thường ở vùng tử ngoại gần hoặc khả kiến

Chuyển mức N → R là sự chuyển electron từ trạng thái cơ bản lên trạng thái có năng lượng rất cao theo hướng ion hóa phân tử Chuyển mức này đòi hỏi năng lượng rất lớn nên thường xuất hiện ở vùng tử ngoại xa Phổ thu được trong trường hợp này dùng để xác định năng lượng ion hóa phân tử

Chuyển mức kèm theo chuyển dịch điện tích: ngoài những chuyển mức mà ở đó electron bị kích thích một cách định vị thuộc phạm vi một nhóm nguyên tử, còn có những chuyển mức mà trong đó electron chuyển động từ một hay một nhóm nguyên tử này đến một hay một nhóm nguyên tử Người ta gọi đó là chuyển mức kèm theo chuyển điện tích Kết quả của chuyển mức này là sự xuất hiện các vân hấp thụ mạnh ở vùng tử ngoại và cùng khả kiến Phổ thu được vẫn thuộc loại phổ hấp thụ electron nhưng còn được gọi là phổ chuyển điện tích

Sự hấp thụ kèm theo sự chuyển điện tích này thường hay gặp ở các hợp chất vô

cơ và phức chất Chính sự chuyển electron từ phối tử vào các obitan trống của ion trung tâm đã giải thích sự xuất hiện của các vân hấp thụ mạnh ở vùng tử ngoại của nhiều hợp chất phức chất của các kim loại chuyển tiếp Ở các phức phân tử như quinhidron, sự chuyển electron lại xảy ra giữa hai phân tử:

OOH

O OH

OH

Phổ hấp thụ electron cũng như màu sắc của các phức kim loại chuyển tiếp được giải thích thỏa đáng nhờ áp dụng thuyết trường tinh thể và tiếp theo là thuyết trường phối tử Theo các thuyết này, ở trạng thái tự do, 5 obitan d của ion kim loại có năng lượng như nhau (suy biến bậc năm) nhưng khi tạo phức, dưới tác dụng của các phối tử chúng bị tách ra thành các nhóm có năng lượng khác nhau

Sở dĩ phức của các kim loại chuyển tiếp có khả năng hấp thụ bức xạ ở vùng khả kiến (có màu) là do sự chuyển mức electron giữa các mức năng lượng d bị tách ra bởi trường phối tử Chuyển mức này gọi là chuyển mức d-d Chuyển mức d-d thường có cường độ nhỏ (ε khoảng 0,1 đến 100)

2.Sơ đồ cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy đo phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

Nguyên tắc phép đo phổ UV-VIS

Phổ hấp thụ phân tử vùng UV-VIS (200 - 800nm) là phổ hấp thụ của các chất tan ở trạng thái dung dịch đồng thể của một dung môi nhất định như nước, methanol, benzen, toluen, chloroform… hay một số chất mà phân tử chất trong điều kiện bình

- Nếu chất phân tích có phổ hấp thụ UV-VIS, thì phải hòa tan nó vào trong dung môi phù hợp, như một số chất hữu cơ: phenol, naphtalen, anthracene Các chất vô cơ như

I2, các muối cromat, pemanganat…) Còn những chất cần xác định mà chúng không có phổ UV-VIS có thể cho tác dụng với thuốc thử R trong điều kiện thích hợp để tạo hợp chất phức để tăng độ nhạy trong phép đo phổ UV-VIS, sau đó cho dung dịch này vào cuvet đo phổ Nếu mẫu phân tích là chất khí thì phải đưa mẫu vào một ống cuvet đóng kín để đặt vào buồng đo phổ

- Chiếu vào cuvet có dung dịch mẫu chứa hợp chất phân tích một chùm tia sáng có năng lượng phù hợp để chất phân tích hay sản phẩm phức của nó hấp thụ bức xạ đó để tạo ra phổ hấp thụ phân tử

- Thu chùm sáng đi qua cuvet, phân ly phổ đó và chọn một hay hai bước sóng hấp thụ cực đại của chất phân tích và đo cường độ hấp thụ quang A của chất đó trong các điều kiện đã chọn

- Ghi giá trị độ hấp thụ quang Việc này có thể thực hiện bằng nhiều công cụ khác nhau như đòng hồ đo năng lượng hấp thu, máy tự ghi…

Đó chính là nguyên tắc của phéo đo phổ UV-VIS Từ nguyên tắc này, các trang thiết bị đã được chế tạo và nhiều quy trình cụ thể đã được nghiên cứu xây dựng nhằm phân tích định lượng các chất khác nhau bao gồm vô cơ, kim loại lẫn các chất hữu cơ và các á kim trong các đối tượng mẫu của thực tế

Trang bị của phép đo phổ UV-VIS

Theo nguyên tắc đã nêu trên, để thực hiện phép đo ta cần có 1 máy phổ VIS Máy này dù đơn giản hay hiện đại cũng có các bộ phận chính sau đây:

UV Nguồn cung cấp chùm sáng

- Buồng đặt cuvet và cuvet chứa mẫu để đo

- Bộ đơn sắc (hệ quang học) để thu phổ, phân li và chọn tia sáng có bước sóng thích hợp để đo

- Detector và module điện tử

- Máy hay trang thiết bị ghi nhận và hiển thị kết quả đo

Sơ đồ nguyên lí của một máy quang phổ tử ngoại - khả kiến được trình bày ở hình 3

Hình 3: Sơ đồ máy quang phổ UV-VIS: 1) Nguồn phát bức xạ; 2) Bộ tạo tia đơn sắc

3) Bộ chia chùm sáng; 4) Dung dịch chất nghiên cứu

5) Dung môi; 6) Detector; 7) Bộ tự ghi

Các thế hệ máy phổ hiện nay thường được nối với máy tính do đó việc ghi phổ hết sức thuận lợi nhờ có những chương trình đo tự động theo các chế độ khác nhau Ngoài ra còn có thể lưu phổ, đối chiếu và so sánh khi cần thiết.

Để phát bức xạ tử ngoại người ta dùng đèn đơteri (D2) còn để phát bức xạ khả kiến người ta dùng đèn W/I2 Bộ tạo đơn sắc (thường dùng lăng kính thạch anh hoặc cách tử) có nhiệm vụ tách riêng từng dải sóng hẹp (đơn sắc) Bộ chia chùm sáng sẽ hướng chùm sáng đơn sắc luân phiên đến cuvet đựng dung dịch mẫu và cuvet đựng dung môi Detector sẽ so sánh cường độ chùm tia đi qua dung dịch (I) và dung môi (I0) Tín hiệu quang sẽ chuyển thành tín hiệu điện Sau khi được phóng đại, tín hiệu sẽ chuyển sang bộ phận ghi để vẽ đường cong sự phụ thuộc của lg(I0/I) vào bước sóng

Dung môi dùng để đo trong phổ UV-VIS phải thỏa mãn điều kiện không hấp thụ ở vùng cần đo Để nghiên cứu vùng tử ngoại gần, người ta dùng dung môi như n-xiclohexan, methanol, ethanol, nước là những chất chỉ hấp thụ ở vùng tử ngoại xa Khi chỉ quan tâm đến sự hấp thụ ở vùng khả kiến thì ngoài các dung môi kể trên, còn có thể dùng các dung môi không màu bất kì như chloroform, dioxan, benzen Dung môi dùng để đo phổ UV-VIS cần được tinh chế một cách cẩn thận vì một lượng rất nhỏ của tạp chất trong đó cũng làm sai lệch kết quả đo

Người ta cũng có thể đó phổ UV-VIS của các chất ở trạng thái lỏng hoặc khí Đối với các muối vô cơ phân li trong dung dịch thì phổ thu được là phổ của các ion solvat hóa Để có được thông tin về các ion không solvat hóa, người ta đo phổ của chúng ở dạng rắn: hoặc dùng các đơn tinh thể hoặc dùng cách ép viên với KCl hoặc NaCl hoặc đo ở trạng thái huyền phù…

III CÁC NGUYÊN NHÂN LÀM CHO SỰ HẤP THỤ ÁNH SÁNG CỦA DUNG DỊCH KHÔNG TUÂN THEO ĐỊNH LUẬT BOUGUER LAMBERT- BEER

Ta biết biểu thức của định luật bouguer lambert-beer là: A = εlC cho thấy A là

hàm của λ, l, C (tức là A= f(λ, l, C)) Nếu ta đo bằng một cuvet có bề dày l cm không đổi thì những yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch phức màu là:

1 Do ánh sáng không đơn sắc :

Giả sử dòng sáng tới có cường độ là I0 không phải là tia đơn sắc mà là một chùm tia, giả sử có 4 tia I01, I02, I03, I04 thì I0 = I01 +I02 +I03 + I04 Nếu chất nghiên cứu chỉ hấp thụ

I02, không hấp thụ các tia còn lại, thì khi ánh sáng ra khỏi dung dịch ta có I = I01 + I2+

04 03 02 01

I I I I

I I I I

+++

+++

Nếu tăng nồng độ C lên I2 sẽ giảm và nếu tăng C tới mức độ hấp thụ hoàn toàn I02 tức là I2 = 0, khi đó độ hấp thụ quang A của dung dịch không đổi mặc dù C tăng

A = lg

04 03 01

04 03 02 01

I I I

I I I I

++

+++

= const

Đường biểu diển A = f(C) sẽ không tuyến tính nữa.Vì vậy các máy đo quang chính xác phải có nguồn sáng cung cấp được dải sóng tập trung quanh một bước sóng nhất định Tốt nhất là chọn các bước sóng thích hợp tại pic hấp thụ của chất nghiên cứu

2 Các điều kiện đo A, như bề dày cuvet, độ trong suốt của bề mặt cuvet không thật đồng nhất, bề mặt cuvet gây các hiện tượng quang học phụ, như tán xạ hấp phụ

… vv

3 Các yếu tố làm sai lệch nồng độ C thực của chất cần đo độ hấp thụ quang, nguyên nhân của các sai lệch này có thể :

a Sự phân li của các phân tử chất đo quang Vì độ phân li α = f(C) nên khi C

khác nhau thì α khác nhau Vì thế để khắc phục yếu tố này các hợp chất đo quang

phải là hợp chất, hay các phức rất bền , tức là sự phân li của chúng rất nhỏ, không đáng kể và α càng nhỏ càng tốt.

b Môi trường pH của dung dịch màu Vì yếu tố này ảnh hưởng đến sự hình thành, độ bền và sự tồn tại của các hợp chất trong dung dịch, nhất là các hợp chất có chứa các gốc axit hay bazơ yếu.Ví dụ như phức Fe(CNS)3 chỉ bền và tồn tại trong môi trường axit 0,01M đến 2M Nếu pH > 3 thì phức này bị thủy phân cho muối bazơ và Fe(OH)3 lúc này dung dịch mẫu sẽ là một hỗn hợp của phức Fe(CNS)3, Fe(OH)3 và muối bazơ của Fe, Fe(OH)(CNS)2, Fe(OH)2(CNS),… các chất phụ này làm kết quả đo sai lớn.Như vậy mỗi hợp chất phức màu chỉ bền trong những điều kiện nhất định, có thành phần xác định, giá trị ε nhất định và tồn tại ổn định trong một vùng pH thích

hợp mà thôi Điều này có liên quan chặt chẽ đến hằng số phân li Ka hay Kb của thuốc thử R Nếu R là gốc của các axit hay bazơ càng yếu thì ảnh hưởng của pH (nồng độ

H+) đến sự hình thành phức phức XnRm càng mạnh Thuốc thử R thường là các axit yếu,do đó có thể giới hạn nồng độ R bằng cách đơn giản là thiết lập giá trị pH Có thể tính được giá trị pH cần thiết nếu biết hằng số phân li của axit HR

c Sự tồn tại lượng dư nhiều hay ít của thuốc thử tạo phức sinh ra hợp chất cần

đo quang Khi cho một thuốc thử R tác dụng với một chất phân tích X để tạo ra chất sản phẩm XnRm có khả năng hấp thụ quang, muốn cho phản ứng xảy ra hoàn toàn người ta thường phải thêm dư thuốc thử R nhưng nếu dư quá nhiều thì lại có thể xảy

ra phản ứng phụ sinh ra chất khác làm mất chất phân tích, hay tạo ra nhiều hợp chất phức có thành phần khác nhau và gây ra sai số lớn cho phép định lượng.Do đó trong mỗi trường hợp cần phải khảo sát cụ thể để biết cần thêm dư bao nhiêu lượng thuốc thử là tốt nhất cho phản ứng đó

d Sự có mặt của các ion, chất lạ khác có trong dung dịch mẫu, các chất lạ đó có khả năng gây ảnh hưởng cho quá trình tạo phức của XR và cho sự hấp thụ ánh sáng

của nó Ảnh hưởng đó thể hiện qua các hiện tượng sau: chính nó có phổ hấp thụ chen lấn, cũng tạo phức tương tự chất phân tích và có phổ gần phức chính ta cần đo, lấy hay giữ chất phân tích không cho hingf thành phức cần đo, làm tăng khả năng phân ly của phức chính Để loại trừ chất có phổ ảnh hưởng đến phổ của chất phân tích, ta có thể thực hiện các biện pháp sau :

- Thêm chất che(chất phụ gia) vào mẫu để làm mất khả năng hấp thụ của chất gây ảnh hưởng, hay chuyển dịch sự hấp thụ của chất đó ra vùng xa vùng phổ của chất phân tích cần đo, để tại điểm đó không có phổ của chất nhiễu nữa Các chất che vào có thể tạo ra những phản ứng :

+ Tạo phức, kết tủa Ví dụ khi xác định Fe mà có Cu2+ thì thêm Na2S2O3 để loại bỏ Cu2+ ở dạng kết tủa Cu S2O3 và lọc bỏ

+ Dùng phản ứng oxi hóa khử để thay đổi dạng ion tồn tại của chất, để tạo ra những chất có hóa trị khác không gây ảnh hưởng

- Chọn pH Thay đổi môi trường pH của dung dịch mẫu, để hạn chế sự hấp thụ của các chất khác

- Đổi dung môi hòa tan mẫu Thay đổi dung môi hòa tan mẫu đo phổ, như chiết chất phân tích hay phức của nó vào một dung môi khác…

- Chọn vùng đo khác Khi chọn vùng đo khác của chất phân tích có thể có độ hấp thụ kém, nhưng không có ảnh hưởng của phổ của chất khác có trong mẫu

Nếu bằng tất cả các biện pháp trên mà vẫn không có kết quả tốt, thì bắt buộc ta phải tách bỏ các chất ảnh hưởng ra khỏi mẫu trước khi xác định nó

4 Ảnh hưởng của yếu tố thời gian : có nhiều hợp chất phức màu có độ hấp thụ UV-VIS tăng theo thời gian, và đến một lúc thì hằng định Song cũng có những chất sau một thời gian thì giảm nhanh Có chất vừa sinh ra hấp thụ tốt, song chỉ sau một thời gian ngắn khả năng hấp thụ đã mất Vì thế phải chọn thời gian đo phù hợp đối với mỗi chất cụ thể Muốn thế ta phải khảo sát sự phụ thuộc của mật độ quang A vào thời gian t Rồi từ đó chọn thời gian đo là bao nhiêu sau phản ứng tạo phức màu

5 Ảnh hưởng của nhiệt độ : Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đến cường độ sự hấp thụ UV-VIS của các chất, nhưng ảnh hưởng này không lớn Nhiều chất trong vùng nhiệt độ từ 25-400C thường có phổ hấp thụ UV-VIS ổn định, lúc đầu nhiệt độ tăng, độ hấp thụ có tăng theo nhưng chậm và đến một giá trị nhất định thì không đổi, nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì khả năng hấp thụ có khi bị mất Yếu tố ảnh hưởng của nhiệt độ, chủ yếu và thường là gắn liền với độ bền của các hợp chất phức Vì khi nhiệt độ tăng các phức, nhất là các phức của ion kim loại với các phối tử hữu cơ thường dễ bị phân hủy, hay thay đổi dạng Vì thế phải khống chế nhiệt độ không đổi

6 Ảnh hưởng của chất nền của mẫu : các chất nền trong một số trường hợp cũng ảnh hưởng đến độ hấp thụ quang của chất phân tích hay hợp chất phức đo quang Sự ảnh hưởng này thường thể hiện qua hai yếu tố:

- Tạo ra phổ nền và gây nhiễu làm giảm độ nhạy của chất chính

- Có phổ chen lấn với phổ của chất chính cần đo quang, làm việc đo khó khăn và có khi không thể đo được ở vùng có sự hấp thụ nhạy Trong trường hợp này, chúng

ta phải tìm cách che chất nền, hay phải tách chúng ra khỏi mẫu phân tích, để loại trừ ảnh hưởng

7 Ảnh hưởng của dung môi hữu cơ : một số dung môi hữu cơ cũng có tác dụng nhất định đến sự hấp thụ quang của các chất, đặc biệt là các dung môi chiết được các hợp chất phức cần đo quang Các dung môi này thường làm tăng độ nhạy của phép đo và tính chọn lọc của sự hấp thụ Vì thế nhiều dung môi hữu cơ, như MIBK,CHCl3, CCl4,….được dùng làm dung môi chiết trong phép đo phổ hấp thụ UV-VIS Nói chung các dung môi hữu cơ có tác dụng :

- Để chiết các hợp chất phức cần đo quang

- Tạo ra sự hấp thụ chọn lọc và tăng độ nhạy, loại trừ chất cản trở

IV.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG BẰNG PHỔ HẤP THỤ PHÂN

TỬ UV – VIS

1.Phương pháp dãy tiêu chuẩn

Chuẩn bị 10 – 15 ống nghiệm so màu (ống nghiệm có đường kính như nhau và chất lượng thủy tinh như nhau) Lấy vào những ống nghiệm đó dung dịch chuẩn của cấu tử cần định lượng những lượng khác nhau, pha loãng đến thể tích như nhau Thêm vào cả dãy lượng thuốc thử như nhau và tiến hành chế hoá cần thiết để chuyển cấu tử cần định lượng thành hợp chất màu Dung dịch nghiên cứu cũng được chuẩn bị như trên

Đem so sánh màu của dung dịch nghiên cứu với màu của các dung dịch chuẩn Dung dịch phân tích có màu bằng màu của dung dịch chuẩn nào thì lượng chất X trong dung dịch nghiên cứu bằng lượng chất X trong dung dịch chuẩn Nếu màu của dung dịch nghiên cứu không trùng với màu nào của dãy tiêu chuẩn mà nằm giữa hai dung dịch nào đó thì hàm lượng chất X trong dung dich phân tích có hàm lượng gần đúng bằng giá trị trung bình cộng hàm lượng của hai dung dịch chuẩn

Trong một sô trường hợp, để thu được những kết quả chính xác hơn ta phải chuẩn bị một dãy dung dịch tiêu chuẩn trung gian, dãy dung dịch này được pha chế giống như trên nhưng có hàm lượng chất X trong dung dịch chuẩn biến thiên trong khoảng hàm lượng hai dung dịch có màu gần bằng dung dịch phân tích rồi lại so sánh màu như trên

Phương pháp này có điều tiện là màu của dung dịch tiêu chuẩn phải bền Song các dung dịch màu thường bị phai màu theo thời gian; cho nên dãy dung dịch chuẩn

phải pha lại thường xuyên Để khắc phục nhược điểm này người ta dùng các dung dịch màu giả và bộ kính thuỷ tinh màu chuẩn

Phương pháp dãy tiêu chuẩn có thể sử dụng để xác định các dung dich có sư hấp thu ánh sáng không tuân theo đinh luât cơ bản của Beer,nó có thể tiến hành nhanh không cần dụng cụ gì phức tạp Nhươc điểm của phương pháp này là ta chỉ có thể biết được gần đúng nồng độ của dung dịch nghiên cứu Những dung dịch chuẩn thường không bền nên phải thay bằng các dung dịch giả thì găp khó khăn trong việc tuyển lựa đúng màu sắc ứng với hàm lượng chất nghiên cứu Phương pháp này chủ yếu đươc dùng để phân tích hàng loạt mẫu

2.Phương pháp đường chuẩn

Khi phân tích hàng loat mẫu, dùng phương pháp đường chuẩn sẽ cho phép phân tích và tính toán kết quả khá nhanh

Trước hết phải pha chế một dãy dung dich chuẩn rồi tiến hành đo D của dãy dung dịch và lập đồ thị D = f(C) gọi là đường chuẩn

Sau khi lập đồ thi chuẩn xong, ta pha chế các dung dịch cần xác định trong điều kiện giống như khi xây dựng đường chuẩn rồi đem đo mật độ quang của chúng với điều kiện đo như khi xây dựng đường chuẩn được các giá trị Dx đo được, dùng đồ thị chuẩn sẽ tính được Cx

D

Dx

Cx

Cx Hình 3: Dạng của đường chuẩnĐường chuẩn này có thể dùng được khá lâu, hằng ngày trước khi dùng cần hiệu chỉnh lại cho đúng với điều kiện thí nghiệm của ngày hôm đó

Phương pháp này có ưu điểm là xác định được hàng loạt mẫu nên nhanh, kinh

tế và kết quả chính xác Nhưng để đo D cần phải có máy, máy càng chính xác thì kết quả xác đinh được càng tin cậy, so sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch phải tuân theo định luật Beer

2.Phương pháp thêm

Lấy một dung dịch nghiên cứu (hàm lượng chất nghiên cứu cần xác định có tropng đó là Cx), sau khi thực hiện phản ứng hiện màu (ở điều kiện ưu đã chọn) bằng thuốc thử R, đem đo mật độ quang được giá trị Dx