1.LUẬN ĐIỂM KHOA HỌC XÂY DỰNG PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN 2. GIẢI THÍCH KẾT QUẢ KHI XÁC ĐỊNH PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN CỦA MUỐI ĂN VÀ TINH BỘTTầm quan trọng của tia Rơnghen và phổ Rơnghen.Phổ Rơnghen để xác định Cấu trúc phân tử vật chấtXác định thành phần khoáng vật trong ngành địa chấtNguyên liệu trong luyện kim, gốm, sứ, thủy tinh………..
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
KHOA DẦU KHÍ
LỚP LỌC HÓA DẦU A- K56
1
Trang 2Nhóm 1
Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
TS: Tống Thị Thanh Hương
1.Nguyễn Thị Thịnh 2.Đặng Thị Xoa 3.Triệu Thị Việt Anh
Trang 3ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1 LUẬN ĐIỂM KHOA HỌC XÂY DỰNG
PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN
2 GIẢI THÍCH KẾT QUẢ KHI XÁC ĐỊNH PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN CỦA MUỐI ĂN VÀ TINH BỘT
3
Trang 4MỞ ĐẦU
PHỔ NHIỄU XẠ RƠNGHEN
NỘI DUNG
KẾT LUẬN
Trang 5MỞ ĐẦU
5
Tầm quan trọng của tia Rơnghen và phổ Rơnghen.
Trong công nghiệp: tia X dùng để dò các lỗ hỏng khuyết tật trong các sản phẩm đúc.
Trang 6MỞ ĐẦU
Trong y học: dùng để chiếu điện, chụp điện, chữa bệnh ung thư nông (gần ngoài da).
Trang 7MỞ ĐẦU
7
Trong đời sống: kiểm tra hành lý của hành khách đi máy bay…
Trang 10- Tia X cứng có bước sóng từ 0.01 ÷ 0.1nm có tính đâm xuyên mạnh hơn
- Tia X mềm có bước sóng từ 0.1 ÷ 1.0 nm có tính đâm xuyên yếu hơn.
Wilhem Conrad Roentgen
Trang 111 Tổng quan về tia Rơnghen
1.3 Ống phát tia Rơghen
Catot: thường là sợi dây đốt bằng vonfram, nhôm….dạng tròn để tập trung dòng
e-Anot: là những đĩa mỏng, không lõm làm bằng vonfram, nhôm được đặt nghiêng 45o so với phương truyền
của dòng
e-11
Ống phát tia Rơnghen
Trang 121 Tổng quan về tia Rơnghen
1.4 Hoạt động của ống phát tia Rơnghen
• Ống thủy tinh (thạch anh) có độ chân không cao từ
10-6 ÷ 10-7 mmHg.
• Anot được đặt điện áp cao
• Chùm e- phát ra từ catot được gia tốc do điện áp cao ở anot, bay về anot với vận tốc lớn Các e với động năng lớn đập vào anot, phần lớn năng lượng biến thành nhiệt năng, phần nhỏ (~0.1%) được phát
ra dưới bức xạ Rơnghen.
• Tia Rơnghen phát ra từ ống Crookes trên là bức xạ liên tục.
Trang 131 Tổng quan về tia Rơnghen
1.5 Tính chất tia Rơnghen
Khả năng xuyên thấu lớn
Gây ra hiện tượng phát quang ở một số chất
Làm đen phim ảnh, kính ảnh
Ion hóa các chất khí
Tác dụng mạnh lên cơ thể sống, gây hại cho sức khỏe
13
Trang 14NỘI DUNG
2.1 Khái niệm nhiễu xạ
- Nhiễu xạ là đặc tính chung của các sóng bị thay đổi khi tương tác với vật chất.
- Là sự giao thoa tăng cường của nhiều hơn một sóng tán xạ Quá trình hấp thụ và tái phát bức xạ electron còn gọi là tán xạ.
Để mô tả hiện tượng nhiễu xạ người ta đưa ra 3 thuật ngữ sau :
• Tán xạ (Scattering): là quá trình hấp thụ và tái bức xạ thứ cấp theo các hướng khác nhau
• Giao thoa (Interference): là sự chồng chất của 2 hoặc nhiều sóng tán xạ tạo thành sóng tổng hợp.
• Nhiễu xạ (Diffraction): là sự giao thoa tăng cường của nhiều sóng tán xạ
14
2 Phổ nhiễu xạ Rơnghen
Trang 152 Phổ nhiễu xạ Rơnghen
2.2 Nhiễu xạ tia Rơnghen
- Nhiễu xạ tia X là hiện tượng các chùm tia X nhiễu xạ trên các mặt tinh thể của chất rắn do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu xạ.
• Chiếu lên tinh thể một chùm tia Rơnghen, mỗi nút mạng trở thành tâm nhiễu xạ và mạng tinh thể đóng vai trò như cách tử nhiễu xạ.
• Các sóng tán xạ từ mỗi nguyên tử sẽ giao thoa với nhau, nếu các sóng cùng pha thì xuất hiện giao thoa tăng cường, nếu lệch pha 180 độ thì giao thoa triệt tiêu.
15
Trang 162.Phổ nhiễu xạ Rơnghen
2.3 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen
• Mạng tinh thể cấu tạo từ những nguyên tử hay ion, phân bố một cách đều đặn trong không gian
theo một quy luật xác định.
• Mạng tinh thể đóng vai trò như một cách tử nhiễu xạ đặc biệt khi có chùm tia X chiếu tới.
• Tia tới đến mặt phẳng nguyên tử nó sẽ phản xạ trên các nút mạng
• Những tia phản xạ ở các nút mạng trên cùng một mặt phẳng có cùng một pha do quang trình của
chúng bằng nhau.
• Những tia phản xạ ở các nút mạng trên những mặt phẳng khác nhau có pha khác nhau.
• Hiệu quang trình giưa các tia phản xạ trên các mặt phẳng khác nhau cho thông số cấu trúc của
chất.
Phân tích cấu trúc mạng tinh thể
Trang 172.Phổ nhiễu xạ Rơnghen
2.4 Phương trình Vulf-Bragg
- Khi chiếu tia X vào vật rắn tinh thể thì xuất hiện các tia nhiễu xạ với cường độ và hướng khác nhau Các hướng này
bị khống chế bởi bước sóng của bức xạ tới và bởi bản chất của mẫu tinh thể
- Định luật Vulf – Bragg được đưa ra năm 1913 thể hiện mối quan hệ giữa bước sóng tia X và khoảng cách giữa các mặt phẳng nguyên tử.
- Theo lý thuyết về cấu tạo tinh thể, những nguyên tử hay ion phân bố một cách trật tự đều đặn trong không gian theo một quy luật xác định Khoảng cách giữa các nguyên tử (ion) khoảng vài Å.
17
Trang 18hai mp nguyên tử song song
λ : bước sóng của chùm tia
chiếu tới
θ : góc giữa chùm tia tới và
mặt phẳng phản xạ
n: bậc phản xạ
Trang 202 Phổ nhiễu xạ Rơnghen
- Định luật Bragg là điều kiện cần nhưng chưa đủ cho nhiễu xạ tia X, vì nhiễu xạ chỉ có thể
chắc chắn xảy ra với các ô đơn vị có các nguyên tử ở ô góc mạng, còn các nguyên tử không ở góc ô mạng mà ở các vị trí khác chúng hoạt động như các tâm tán xạ phụ lệch pha với các góc Bragg nào đó
=> kết quả là mất đi một số tia nhiễu xạ theo phương trình phải có mặt
Trang 213 Câu hỏi thảo luận
21
Xác định phổ nhiễu xạ rơnghen của hai
mẫu muối ăn và tinh bột
Kết quả nào sẽ nhận được? Giải thích?
Phổ nhiễu xạ Rơnghen xác định được của mẫu muối ăn nhưng không xác định được của mẫu tinh bột
Trang 223.Câu hỏi thảo luận
3.1 Muối ăn (NaCl)
Muối ăn(NaCl) có cấu trúc mạng tinh thể với nút
mạng là các ion Na+, Cl- tạo thành các lớp mạng
Các nút mạng này cách nhau những khoảng cách
xác định trong không gian 3 chiều
Trang 233 Câu hỏi thảo luận
Khi chùm tia Rơnghen (tia X) tới bề mặt tinh thể và đi vào bên
trong mạng tinh thể thì mạng lưới này đóng vai trò như một cách tử
nhiễu xạ đặc biệt Các nguyên tử, ion bị kích thích bởi chùm tia X
sẽ trở thành các tâm phát ra các tia phản xạ.
Nếu tia X chiếu đập vào trên cùng 1 lớp mạng ta thu được hiệu
quang trình Do hiệu quang trình giống nhau, thu được mặt phẳng
phản xạ và phổ XRD
23
Phổ XRD của NaCl: với catot là Cu, góc quét 2θ từ 00 đến 900
Trang 243 Câu hỏi thảo luận
3.2 Tinh bột
Tinh bột có cấu trúc vô định hình nên kết quả nhiễu xạ tia X ở góc lớn không cho thông tin về cấu trúc vật liệu
Trang 253.Câu hỏi thảo luận
Do tinh bột không có cấu trúc tinh thể (không có
nút mạng) nên khi chiếu tia X vào các lớp mạng
sẽ không có mặt phẳng phản xạ và không thu
được phổ XRD đầy đủ, chính xác
25
Phổ XRD của tinh bột không có biến tính
Trang 263 Câu hỏi thảo luận
Khi tinh bột biến tính thì ta có thể thu được phổ
XRD đầy đủ, chính xác
Phổ XRD của tinh bột biến tính bằng axit
Trang 273 Câu hỏi thảo luận
27
- Khi có các proton H+ tác động vào cấu trúc của tinh bột, sẽ làm thay đổi cấu trúc vô định hình của tinh bột.
- Chúng giúp tạo liên kết một phần nhỏ giữa một
số phân tử tinh bột với nhau để tạo thành một số ít mạng cấu trúc tinh thể nhỏ giữa một số phân tử tinh bột với nhau
=>> Xuất hiện mạng cấu trúc tinh thể nên có thể thu được phổ XRD.
Trang 28KẾT LUẬN
1. Đã tìm được những luận điểm khoa học cơ bản để xây dựng phổ nhiễu xạ Rơnghen: từ định
luật Vulf-Bragg và dựa vào cấu trúc mạng tinh thể của phân tử vật chất
2. Đã giải thích được sự xuất hiện của phổ nhiễu xạ Rơnghen với 2 mẫu Muối ăn và tinh bột.=>
Kết luận được tìm thấy xự xuất hiện phổ nhiễu xạ Rơnghen của mẫu muối ăn
Trang 29“XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI
BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 1”