Tổng quan về hoá phân tích

CHƯƠNG DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM DỤNG CỤ THỦY TINH Beakers DỤNG CỤ THỦY TINH Wide mouth gas collecting bottles with glass plates DỤNG CỤ THỦY TINH Chổi rửa DỤNG CỤ THỦY TINH Flint Burner Lighter Dụng Cụ Cốc sứ có nắp DỤNG CỤ THỦY TINH Ống lường DỤNG CỤ THỦY TINH Evaporating Dish DỤNG CỤ THỦY TINH Medicine droppers PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ 3.1 Phân tích điện hóa:  Dựa việc xác định tham số:điện thế, điện trở, điện dung, điện cực, độ dẫn điện… bề mặt điện cực  Phương pháp bao gồm:  Phân tích điện  Phân tích điện phân  phân tích cực phổ 3.1 Phân tích điện hóa: a Phân tích điện  Sử dụng hệ điện hóa gồm hai điện cực: điện cực thị (điện cực trơ điện cực kim loại…) điện cực so sánh (điện cực ổn định, dễ bảo quản: điện cực bạc, clorua bạc, điện cực calogen…)  Trong trình đo đạc, điện cực chọn lọc ion rịêng rẽ theo quan hệ Nernst sau: E = Eo + 2,303RT log(a z ) znF E - điện đo được; Eo - Điện chuẩn điện cựu R: số chất khí; Z: dấu điện chuẩn điện cực; n – số điện tích; F – số Faraday  25oC phương trình Nernst: E = Eo + 59,2 RT log(a z )(mV ) znF 3.1 Phân tích điện hóa: a Phân tích điện thế:  Phương trình Nernst với điện cực Cadimi florua E = E o + 59,2 log( E 2+ ) E = E o − 59,2 log( F − )  Các máy đo pH đại ứng dụng điện cực so sánh điện cực calomen (KCl | Hg2Cl2 | Hg) Thế điện cực hydro: 2,303RT E=E + log(aH + ) znF E x − Eđ pH = pH + x đ Biểu thức đo pH điều kiện 25oC: 0,059 o 2H +/ H Biểu thức đo pH điều kiện 30 C: o pH x = pH đ + E x − Eđ 0,060 3.1 Phân tích điện hóa: a Phân tích điện thế:  Máy đo pH với điện cực thủy tinh, pin điện bao gồm điện cực thuy tinh điện cực calomen, biểu diễn dạng: Ag | AgCl | HCl 0,1M | Thủy tinh | Dung dịch đo Trong đó: Ag | AgCl | HCl 0,1M điện cực điện cực thủy tinh Cơ chế làm việc theo chế trao đổi ion qua màng thủy tinh + + M pp + H dd+ ⇔ M dd+ + H pp + M dd+ + H pp ⇔ M pp+ + H dd+ Thế điện cực thủy tịnh là: 2,303RT E pp = E + log( H + ) znF 2,303RT o E pp ( x ) = E pp + log[ H + ] x znF 2,303RT o E pp ( d ) = E pp + log[ H + ]d znF o pp Hay: 3.1 Phân tích điện hóa: b Phân tích cực phổ  Dùng phương pháp cựu phổ ampe: theo dõi biến đổi dòng khuyếch tán giới hạn id phụ thuộc vào thể tích thuốc thử thêm vào Vtt, thực catod giọt Hg  Chuận độ ampe thực cho loại phản ứng khác như: phản ứng tạo phức, phản ứng kết tủa, phản ứng oxy hóa khử 3.2 Các phương pháp phân tích quang học a  Định luật beer-Lambert hấp thụ ánh sáng: Sử dụng việc nghiên cứu di chuyển ánh sáng qua dung dịch Định luật Lambert: Khi chiếu chùm sáng trắng có cường độ I0 qua dung dịch hợp chất màu (dung dịch phân tử lớp nguyên tử), cường độ ánh sáng bị giảm hấp thụ dung dịch theo biểu thức sau: T=I/Io =10-kL T: độ truyền ánh sáng I: cường độ ánh sáng khoảng cách l cách mặt nước, Io: cường độ ánh sáng tới mặt nước,  k: độ hấp thụ ánh sáng dung dịch, L: khoảng cách (bề dày) từ mặt nước đến điểm xác định I Định luật Beer: Độ giảm cường độ ánh sáng phụ thuộc vào hấp thụ ánh sáng chất dung dịch biểu diễn phương trình sau: T=I/Io =10-k’C k’: độ hấp phụ phân tử 3.2 Các phương pháp phân tích quang học a Định luật beer-Lambert hấp thụ ánh sáng: Kết hợp định luật Lambert định luật Beer T=I/Io =10-k’’LC k’’: hệ số hấp thụ ánh sáng dung dịch Độ hấp phụ ánh sáng xác định theo biểu thức: A=log(Io/I) =k’’LC Cấu trúc phân tử chất khác nên chất tạo màu có bước sóng hấp phụ tốt Một số hạn chế định luận:  Bị ảnh hưởng trình khúc xạ  Độ tuyến tính A = f(C) trì khoảng định Trên sở nguyên lý Beer – Lambert có hai phương pháp  So màu theo mẫu chuẩn(dãy ống nghiệm với nồng độ biết trước)  Phương pháp trắc quang: tạo ánh sáng đơn sắc cho truyền qua dung dịch mẫu tới tế bào quang điện 3.2 Các phương pháp phân tích quang học b Phương pháp so màu:  Yêu cầu dung dịch chất nghiên cứu:  Bản thân phải có màu có khả tạo thành hợp chất màu với thuốc thử  Chất màu phải bền vững  Bao gồm giai đoạn:  Chuyển chất cần xác định sang hợp chất có màu  So màu với dung dịch chuẩn đo cường độ màu hay cường độ sáng  Các yếu tố ảnh hưởng:  Nồng độ: khoảng định  pH: pH thay đổi làm thay đổi thành phần hợp màu, làm thay đổi tính chất màu dung dịch  Chất lạ: có màu, kết hợp với chất tạo màu, phức hay chất cần xác định 3.2 Các phương pháp phân tích quang học b Phương pháp so màu  Các phương pháp đo màu thường dùng:  So sánh theo dãy mẫu  Phương pháp pha loãng  Phương pháp chuẩn độ màu  Phương pháp cân  Phương pháp đo mật độ quang c Phương pháp phổ trắc quang: Nguyên tắc: A/s trắng→Tấm lọc màu→Bộ đơn sắc hóa→cuvet→bộ cảm biến quang điện→máy đo Sử dụng phối tử để tạo phức có màu có khả hấp thụ quang học cao Máy so màu có khả hấp thụ ánh sáng vùng:  Tử ngoại vùng khả kiến có λ=200-900 nm: máy quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-VIS)  Hồng ngoại: máy phổ hồng ngoại  Nhìn thấy: máy trắc quang hay so màu quang điện 3.2 Các phương pháp phân tích quang học d Quang phổ hấp thụ nguyên tử:  Thiết bị: máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic absorbent spectrophotometr – AAS): dải sóng rộng, từ cực tím đến hồng ngoại  Nguyên lý: Dùng khí có nhiệt lượng cao (axetylen, N2O-axetylen, lò graphit…) nguyên tử hóa mẫu thành nguyên tử, Nguyên tử kim loại hấp thụ lượng dạng lượng tử nhảy tử mức lượng sang mức cao  Phương trình lượng: E1 = Eo + h ν Eo: lượng trạng thái E1: Năng lượng trạng thái kích thích H: số Planck ν: tần số ánh sáng hấp thụ Sơ đồ nguyên lý: Nguồn sáng →bộ điều chỉnh→buồng nguyên tử hóa→bộ đơn sắc→ detector→ khuếch đại tín hiệu→bộ xử lý cho số liệu 3.2 Các phương pháp phân tích quang học d.Quang phổ hấp thụ nguyên tử:  Điều kiện để nguyên tử hấp thụ lượng  Nhiệt độ nguyên tử hóa từ 2000oC đến 3000oC: 90% nguyên tử trạng thái  Bước sóng tương ứng với độ hấp thụ cực đại cửa nguyên tử phải bước sóng cực đại nguồn phát  Chiều rộng vạch quang phổ hấp thụ tối thiểu gấp lần vạch quang phổ phát xạ bước sóng đó:  Hấp phụ nguyên tử lửa khoảng phát thấp: 0,1 – 0,5 mg/l  Hấp phụ nguyên tử không lửa nhiệt độ nguyên tử hóa cao (2800oC – 3000oC) nên khả phát tăng hằm trăm lần 3.3 Các phương pháp sắc ký Là biện pháp tách hỗn hợp chất đưa chúng qua môi trường (cột, mỏng) tương tác phù hợp, hợp chất hữu nước tách triết dung môi Sau bơm vào thiết bị sắc ký nhờ detector phù hợp nhận biết Phân tích chất hữu cơ: Máy sắc ký khí máy sắc ký lỏng a Sắc ký khí (Gas chromatography):  Nguyên tắc: chất hữu nước → pha hữu (triết lỏng – lỏng, lỏng – rắn) →bơm vào thiết bị sắc ký → hóa dòng khí trơ mang vào cột tách → chất tách khỏi cột→ Nhân biết dạng pic sắc ký tương ứng với thời gian lưu (detector phù hợp)  Các detector thường dùng:  Detector ion hóa lửa (FID): phân tích chất hữu cơ, độ nhạy: 10-7 đến 10-9 g/s  Detector bắt điện tử (ECD): hợp chất halogen, độ nhạy: 10 -12 đến 10-14 g/s  Detector khối phổ (MS): Vạn năng, chọn lọc cao Dùng phân tích hợp chất hữu khối lượng phân tử lớn, không phân cực phân cực bền nhiệt 3.3 Các phương pháp sắc ký b Sắc ký lỏng hiệu cao-HPLC  Xác định hợp chất hữu phương pháp sắc ký khí không phát (80%),  Nguyên tắc: Hợp chất phân tích →vào dòng chất lỏng (pha động) → cột tách→ tách chất→vào detector  Các detector thường dùng:  Detector tử ngoại/khả kiến (UV/VIS)  Detector huỳnh quang  Detector điện hóa  Detector độ dẫn  Detector khối phổ  Ngoài sắc ký lỏng để xác định anion F-, Cl-, NO2-, NO3-, SO42-, NO2-, , Na+, NH4+, Mg2+, Ca2+ gọi sắc ký ion (Ion Chromatography –IC) _ The End ... 330  Đặc tính kỹ thuật: đo pH tự động, đo nhiệt độ điện (mV) Ngoài máy có khả đo hiệu điện oxy hoá khử sử dụng điện cực Redox, chế độ trữ số liệu thủ công (Store) tự động (Auto store)  pH: từ