NGUYÊN NHÂN GÂY SAI LỆCH ĐỊNH LUẬT BOUGUER – LAMBERT BEER

TIỂU LUẬN MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC NGUYÊN NHÂN GÂY SAI LỆCH ĐỊNH LUẬT BOUGUER – LAMBERT - BEER N Ộ I D U N G ĐỊNH ĐỊNHLUẬT LUẬTBOUGUERBOUGUER-LAMBERTLAMBERT-BEER BEER NHỮNG NHỮNGDẤU DẤUHIỆU HIỆUNHẬN NHẬNBIẾT BIẾTSỰ SỰSAI SAILỆCH LỆCH ĐỊNH ĐỊNHLUÂT LUÂTBOUGUERBOUGUER-LAMBERTLAMBERT-BEER BEER SSỰ ỰSAI SAILLỆỆCH CHDO DOSSỰ ỰPHÂ PHÂNNLY LYCCỦỦAAPH PHỨ ỨCCCH CHẤẤTT SỰ SỰSAI SAILỆCH LỆCHDO DOMÔI MÔITRƯỜNG TRƯỜNGpH pH (NỒNG (NỒNGĐỘ ĐỘION IONHH++)) SSỰ ỰSAI SAILLỆỆCH CHDO DOCÁCÁCCCCẤẤUUTTỬ ỬLLẠẠTRONG TRONG DUNG DUNGDDỊỊCH CH SỰ SỰSAI SAILỆCH LỆCHDO DOBỨC BỨCXẠ XẠVÀ VÀDỤNG DỤNGCỤ CỤ I Định luật Bughe - Lambe Ta xét hấp thụ ánh sáng dung dịch chất tan đựng cuvet suốt có thành song song.Ta chiếu chùm sáng đơn sắc song song có cường độ I0 vào dung dịch.Ta chia lớp dung dịch thành lớp vô mỏng có bề dày db.ánh sáng qua lớp db giảm dI, ta có: dI = -α.db.I dI ⁄ I = -α.db Dấu trừ biểu thị cho giảm cường độ sáng, α hệ số tỉ lệ  Khi ánh sáng khỏi lớp dung dịch có bề dày b ta lấy tích phân với toàn bề dày lớp dung dịch cường độ dòng sáng từ I0→I I ∫ dI ⁄ I = IO b ∫ -α.db ln(I0 ⁄ I) = α.b lg(I0 ⁄ I) = (α.b) ⁄ 2.303 lg(I0 ⁄ I) = k.b A = lg(I0 ⁄ I) = k.b (1.1) Định luật: Lượng tương đối chùm sáng bị hấp thụ môi trường mà qua không phụ thuộc vào cường độ tia tới mà phụ thuộc vào bề dày môi trường mà ánh sáng truyền qua vd: chiếu chùm sáng đơn sắc song song có cường độ I0 vào dung dịch chất tan đựng cuvet suốt có thành song song có bề dày b.khi b=1cm I1=50, b=2 I2=25, b=3 I3=12.5, b=4 I4=6.25 Tính mật độ quang A ứng với bề dày lớp dung dịch hấp thụ bi giải:  giả sử cường độ dòng sáng chiếu vào 100 b=1cm , A1=lg(100 ⁄ 50) = lg2 = 0.3010  b=2cm , A2=lg(100 ⁄ 25) = lg4 = 0.6021  b=3cm , A3=lg(100 ⁄ 12.5) = lg8 = 0.9030  b=4cm , A4=lg(100 ⁄ 6.25) = lg16 = 1.2040 Ta thấy A2=2A1; A3=3A1 ; A4=4A1.Như ta thấy độ hấp thụ quang không phụ thuộc vào chùm tia tới mà phụ thuộc vào bề dày lớp dung dịch II Định luật Beer Năm 1852 Beer thiết lập định luật thứ hấp thụ ánh sáng Nội dung định luật phát biểu sau:  Sự hấp thụ cường độ ánh sáng tỉ lệ bậc vào nồng độ dung dịch chất hấp thụ ánh sáng A = lg(I0 ⁄ I) = KC (1.2) k hệ số tỉ lệ , C nồng độ dung dịch chứng minh tương tự (1.1) vd: Dung dịch chất màu có nồng độ C1 bề dày b hấp thụ 50% ánh sáng, độ hấp thụ quang dung dịch bằng: A1 = lg(I0 ⁄ I1) = lg (100/50) = lg2 = 0.30 a Nếu pha loãng dung dịch lần, nồng độ giảm lần độ hấp thụ quang giảm lần A2 = lg(I0 / I2) → lgI2 = lgI0 – A2 = – 0.15 = 1.85 → I2 = 0.71 hay 71% Như dung dịch thứ hấp thụ 100 – 71 = 29% ánh sáng Trong dd có nồng độ lớn gấp lần hấp thụ 50% b Nếu tăng nồng độ tăng gấp lần so với nồng độ thứ độ hấp thụ quang dd thứ tăng gấp đôi lgI3 = lgIo – A3 = – 0.6 = 1.4 → I3 = 0.25 hay 25%.Như ánh sáng bị dd thứ hấp thụ : 100 – 25 = 75% III Định luật hợp Bughe-Lambe-Beer  Định luật: Sự hấp thụ cường độ ánh sáng tỉ lệ bậc vào nồng độ bề dày dung dịch chất hấp thụ ánh sáng Tổng hợp (1.1) (1.2) ta : A = lg(I0 ⁄ I) = kCb k hệ số tỉ lệ đặc trưng cho hấp thụ ánh sáng vật thường kí hiệu ε công thức định luật viết lại là: A = lg(I0 ⁄ I) = ε.C.b Ion lạ anion Các ion lạ gây ảnh hưởng cho phản ứng trắc 2− 3− 2− − SO PO quang thường là: Cl , , 4 , C O4 … Những ion thường có khả tạo phức với ion cần xác định X tạo thành hợp chất không màu, làm cho trình tạo phức XR xảy không hoàn toàn, phá hủy phức màu XR 2+ Hg Ví dụ: xác định diphenilcacbazit có − mặt Cl tạo thành HgCl2 phân ly Để loại trừ ảnh hưởng ion lạ ta làm sau:  Khi lượng anion dung dịch không lớn ảnh hưởng ta loại bỏ ảnh hưởng chúng cách thêm vào dung dịch chuẩn lượng anion lượng anion có dung dịch phân tích  Vì ảnh hưởng ion lạ A không phụ thuộc vào độ bền XA mà phụ thuộc vào độ bền tương đối XR XA nên chọn thuốc thử R thích hợp có β XR ≫ β XA loại trừ ảnh hưởng A  Nếu không dùng cách ta phải dùng phương pháp tách che Phổ ánh sáng nhìn thấy SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ    Do ánh sáng không đơn sắc Khi ánh sáng không đơn sắc chiếu qua chất hấp thụ quang: chất phân tích chỉ hấp thụ một số tia sáng nhất định, tỷ lệ hấp thụ không đồng đều Khi tăng nồng độ chất phân tích, một sô tia sáng có thể bị hấp thụ hoàn toàn một số tia sáng vẫn bị hấp thụ ít, thậm chí không hấp thụ  Kết quả thu được đường biểu diễn không tăng tuyến tính về độ hấp thụ quang theo nồng độ (do tia sáng không bị hấp thụ có cường độ (I) không giảm tăng nồng độ) SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ Vd: cùng một dãy dung dịch kalicromat ( được đệm bằng tetraborat ) nếu đo máy quang phổ hấp thụ thì được đường chuẩn 1, thẳng Nhưng nếu đo sắc kế quang điện với kính lọc màu tím thì độ nhạy giảm SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ  Độ rộng của khe - Khe càng hẹp thì khả phân giải phổ càng cao Bề rộng của khe thường tối ưu có giá trị bằng bề rộng ở nửa chiều cao của vân sóng qua khe hoặc người ta sẽ chỉnh khe cho đến chiều cao của các vân phổ nhận được không còn thay đổi SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ    Anh ̉ hưởng sự nhiễ u ̉ tín hiêu ̣ cua ̉ máy Tổng tín hiệu S (signal) đầu nhận được từ máy thường gồm hai thành phần: Phần cung cấp thông tin thật sự về cấu tử khảo sát Một thành phần không mong muốn được gọi là nhiểu N (noise) SỰ SAI LỆCH DO ÁNH SÁNG KHÔNG ĐƠN SẮC VÀ DỤNG CỤ nguyên nhân sinh nhiễu:   từ bên từ phận khác thiết bị TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phân tích trắc quang - Trần Tứ Hiếu- NXB Đại học quốc gia Hà Nội [2] Hóa học phân tích - Trần Tứ Hiếu – NXB Đại học quốc gia Hà Nội [3] Phân tích hóa lý – PGS.TS Từ Văn Mặc – NXB Khoa học kỹ thuật [4] Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học – Nguyễn Đình Triệu – NXB Đại học quốc gia Hà Nội [...]... biểu diễn sự phụ thuộc A vào nồng độ C C  Ở những khoảng nồng độ quá đặc hoặc quá loãng thì đường biểu diễn là đường cong Đây là dấu hiệu của sự sai lệch định luật Beer NHỮNG DẤU HiỆU NHẬN BIẾT SỰ SAI LỆCH ĐỊNH LUẬT BEER Dựa vào phổ hấp thụ  Phổ hấp thụ của dung dịch chất hấp thụ quang ở những nồng độ khác nhau phải có cực đại ở cùng một bước sóng (các điều kiện khác như pH,... ⇒T =e = = 0,368 hay 36,8% 2,72 −1  Như vậy trên đường Ringbon mà tại điểm uốn có T(%) = 36,8% thì sự hấp thụ ánh sáng tuân theo định luật bia.ngược lại tại điểm uốn có T ≠ 36,8% thì là dấu hiệu của sự sai lệch định luật bia SỰ SAI LỆCH DO SỰ PHÂN LY CỦA PHỨC CHẤT Giả sử nồng độ phức trong dung dịch là C, đo độ hấp phụ quang của dung dịch tại bước sóng lamda với cuvet... cực đại hấp thụ lệch nhau thì đây cũng là dấu hiệu của sự không tuân theo định luật Beer NHỮNG DẤU HIỆU NHẬN BIẾT SỰ SAI LỆCH ĐỊNH LUẬT BEER Dựa vào đường Ringbon Đường Ringbon là đường biểu diễn hàm của độ truyền quang T theo –lgC T = f(-lgC)  Nếu sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch tuân theo định luật bia thì: A = -lgT = εbC → lgT = -εbC x Đặt lgC = x thì C = 10 → lgT = -εb.10...NHỮNG DẤU HIỆU NHẬN BIẾT SỰ SAI LỆCH ĐỊNH LUẬT BEER DỰA VÀO HÀM A=f(b,C) Độ hấp thụ quang A là hàm bậc nhất nồng độ C và chiều dày lớp dung dịch đo b: A = f(λ,C,) Khi cố định điều kiện đo về bước sóng, và chiều dày lớp dung dịch, thì A=f(C),... bước sóng lamda với cuvet có bề dày là nb, thì được giá trị là An  ≠ Độ sai lệch ( ∆= A 1 −An ) A 1 Phức XR phân li theo phương trình: XR ⇔ X + R Bđ: C Pứ: αC Spứ (1-α)C αC αC αC αC Nếu gọi α là độ phân li của phức  Độ hấp thụ quang khi đó là: A1 =εb(1 −α1 )C  Sau khi pha loãng n lần: An = εnb(1 − α n ) C = εb(1 − α n ) C n  Độ sai lệch là: ∆ = ( A1 − An ) = ( ε b(1 − α 1 ) C − ε b(1 − α n ) C ) =... phân li là: α → α = K = Kn n n C n C Độ sai lệch khi đó: K ∆ = α n − α1 = C ( ) n −1 b Pha loãng dung dịch phức màu khi có dư thuốc thử XR ⇔ X + R Bđ: C pC − C Pư: αC αC αC Spư: (1 − α )C ≈ C αC pC − (1 − α )C ≈ pC Từ đó ta có: K = α C pC = α pC ⇒α1 =α = K pC C (khi chưa pha loãng) C Khi pha loãng n lần, nồng độ phức n và độ phân li là: K nK αn = = pC pC n Độ sai lệch khi đó: nK K K ∆ = α n − α1 = −... thậm chí không xảy ra vì ion có ái lực mạnh với anion R- của axit yếu sẽ làm phân hủy XR Tính giá trị pH cần thiết khi xác định bằng thuốc thử để sai số phép đo xác định là 1% nếu biết nồng độ dư và giả sử bằng M Biết ,  Giải : có phương trình tạo phức  Sai số phép đo là 1% , vậy còn 1% => Vậy : , với nồng độ chưa tạo phức ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG pH  Khi tăng pH có 2 trường hợp thay đổi thành phần... đổi: Khi [R] là const, khi đó từ phương trình (*) ta có: αC [ R ] α [ R] K= = [1 − α ]C 1 − α Vì 1 >> α nên Vậy: K = α[ R ] ⇒ α = const tức là α n = α 1 ∆ = α n − α1 = 0 TH UỐ C TH M Ử Ạ N LÀ H A XI T SỰ SAI LỆCH DO ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG pH TH UỐ AX C T IT H Ử YẾ L U À ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG pH  Thuốc thử HR là axit mạnh ( muối axit mạnh) : quá trình phân ly diễn ra hoàn toàn, không phụ thuộc nồng... vậy nên tiến hành phản ứng ở pH tạo phức để màu thuốc thử dư khác với màu của phức Khoảng cách giữa giá trị pH tạo phức và pH bắt đầu có sự chuyển màu của thuốc thử càng lớn thì thuốc thử càng tốt SỰ SAI LỆCH DO CÁC CẤU TỬ LẠ TRONG DUNG DỊCH Cấu tử lạ là các cation Giả sử trong phân tích ngoài chất cần xác định X còn có các cation lạ M1, M2,…Mn a Trong trường hợp này tốt nhất là lựa chọn thuốc thử