BÀI THỰC HÀNH sử DỤNG máy UV VIS

PHƯƠNG PHÁP PHỔ UV-VIS Vùng phổ UV-VIS là vùng nằm ở cận UV cho đến cận IR, được xác định trong khoảng từ 180-1100 nm.. Quá trình định lượng được tiến hành bằng cách đo ở một vài bước só

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÀI THỰC HÀNH

SỬ DỤNG MÁY UV-VIS

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TRỊNH ANH VIÊN NHÓM 6-1: LÊ THỊ NHƯ QUỲNH

LƯƠNG THANH NHẬT

NĂM HỌC: 2015-2016

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

I- GIỚI THIỆU VỀ MÁY UV-VIS II- THỰC NGHIỆM

III- KẾT QUẢ

IV- XỬ LÝ SỐ LIỆU

V- KẾT LUẬN

MỞ ĐẦU

I- GIỚI THIỆU VỀ MÁY UV-VIS

1 PHƯƠNG PHÁP PHỔ UV-VIS

Vùng phổ UV-VIS là vùng nằm ở cận UV cho đến cận IR, được xác định trong khoảng từ 180-1100 nm

Đây là vùng phổ đã được nghiên cứu nhiều và được áp dụng nhiều về mặt định lượng

Quá trình định lượng được tiến hành bằng cách đo ở một vài bước sóng hấp thu của hợp chất, sau đó áp dụng định luật Lambert – Beer để tính toán

Nhiều thế hệ thiết bị ra đời dựa trên phương pháp này, và càng tối ưu hóa các quá trình

Phương pháp phổ UV-VIS còn được áp dụng cùng với các phương pháp khác như phương pháp Sắc kí trong quá trình nghiên cứu

Vùng phổ này thường được chia thành 3 vùng chủ yếu:

- Vùng cận UV: 185-400 nm

- Vùng khả kiến: 400-700 nm

- Vùng cận hồng ngoại: 700-1100 nm

Nguồn gốc của sự hấp thu trong vùng này chủ yếu là sự tương tác của các photon của bức xạ với các ion hay phân tử của mẫu

Sự hấp thụ chỉ xảy ra khi có sự tương ứng giữa năng lượng photon và năng lượng các điện tử ngoài cùng (của ion hay phân tử) hấp thụ

Kết quả của sự hấp thụ là có sự biến đổi năng lượng điệ tử của phân tử Chính vì vậy cặp phổ UV-Vis được gọi là phổ điện tử

2 PHỔ UV-VIS

Sự hấp thụ năng lượng điện tử trong vùng sóng ánh sáng tử ngoại gần (190-400 nm) và khả kiến (400-780 nm) của các chất gây ra sự chuyển dịch của các điện tử từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích

Biểu đồ biểu diễn sự tương quan giữa cường độ hấp thu theo bước sóng của một chất được gọi là phổ UV-Vis của chất ấy trong điều kiện xác định

Các quang phổ kế UV-Vis đo độ truyền quang T hay độ hấp thụ quang

A của bức xạ khi truyền qua mẫu lỏng

- Độ truyền quang T được tính:

T = I/Io

- Độ hấp thu A được xác định:

A = - log T Tùy vào trạng thái của mẫu đo mà phổ đo được có những đường nét khác nhau:

3 THIẾT BỊ QUANG PHỔ HẤP THU UV-VIS

3.1 Cấu tạo:

• Nguồn sáng:

Nguồn sáng có nhiệm vụ cung cấp bức xạ tương thích với quá trình đo Bước xạ được cung cấp bởi nguồn sáng thường là chùm bức xạ đa sắc,

nó bao chùm một khoảng rộng của phổ Nguồn sáng liên tục gồm:

- Đèn hydro

- Đèn thủy ngân ( 180-320 nm)

- Đèn dây tóc ( 320-1000 nm)

• Bộ phận đơn sắc: lăng kính hay cách tử

- Lăng kính( prism): những bức xạ khác nhau sẽ bị bẻ gãy những góc khác nhau khi ra khỏi lăng kính Lăng kính có thể được làm từ thủy tinh hay thạch anh Tùy thuộc vào vật liệu làm lăng kính mà nó có thể tách những bức xạ trong vùng nào

- Cách tử ( gratings): cách tử được cấu tạo với vô số những khe rất nhỏ trên một diện tích bề mặt khoảng 200 khe trên một độ rộng 1 cm Tùy thuộc vào góc tới của chùm tia sáng và bề mặt cách tử mà hướng truyền của chùm bức xạ khi phản xạ trên bề mặt cách tử theo những hướng khác nhau Gồm 2 loại cách tử: cách tử truyền suốt ( bằng thủy tinh) và cách tử phản xạ ( bằng nhôm)

• Bộ phận chứa mẫu ( cuvettes): khoang hấp thu là vùng tối nằm vị trí cuối cùng của đường truyền Tia bức xạ đơn sắc sau khi được tách ra sẽ

đi đến đó Thường được thiết kế là một ống nhỏ gọi là cuvettes Cuvettes thường có bề rộng khoảng 1 cm*1 cm, chiều cao 5cm, được làm bằng nhựa, thủy tinh quang học( vùng Vis-IR gần) hay thạch anh( vùng UV) dùng để chứa mẫu

• Detector: có tác dụng cảm nhận bức xạ điện từ sau khi bị hấp thụ và chuyển lượng bức xạ này thành dòng điện Cường độ dòng điện thu được là tỷ lệ thuận với cường độ bức xạ đập vào bề mặt katot Tế bào quang điện làm xảy ra hiện tượng quang điện, tùy thuộc vào các kim loại khác nhau

• Bộ phận ghi phổ: thông thường ngươi ta kết nói với máy tính có ứng dụng chương trình đo quang phổ Ghi lại phổ từ tín hiệu phát ra từ Detector ở máy quang phổ

Phân loại:

- Máy quang phổ hấp thụ:

+ Hấp thụ một chùm tia

+ Hấp thụ 2 chùm tia

- Máy quang phổ phát xạ

3.2 Nguyên lý hoạt động

Các đèn phát ra nguồn sáng chiếu vào hệ thống thấu kính ( hệ gương hội tụ) tạo ra chùm sáng trắng đi qua khe hẹp vào bộ phận tán sắc Khi chùm sáng trắng chiếu vào lăng kính ngay lập tức nó bị tán sắc thành các tia đơn sắc chiếu về mọi phía Tia sáng phản xạ qua các gương phẳng ra khỏi buồng tán sắc đến bộ phận phân chia chùm sáng Bộ phận này sẽ hướng chùm sáng đến các cuvet chứa mẫu nghiên cứu Detector sẽ tiếp nhận và phân tích tín hiệu các chùm sáng đi ra khỏi cuvet Chuyển tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện

và cho hiện lên máy tính bằng phổ

3.3 Ứng dụng

Máy quang phổ UV-Vis được ứng dụng rộng rãi trong các ngành sinh học, công nghệ sinh học, vật lý, hóa học,

- Kiểm tra độ tinh khuyết của dung dịch, dung môi hữu cơ

- Xác định thành phần cấu trúc của chất, phức chất

- Phân tích xác định nồng độ của từng chất

- Xác định hằng số phân ly axit – bazo

II- THỰC NGHIỆM

1 Dụng cụ và hóa chất

- Bình định mức 100 ml

- Becher 250 ml

- Pipet 5 ml

- Nhỏ giọt

- Erlen 250 ml

- Dd KMnO4 1000 ppm

- Mẫu chứa Mn

2 Thí nghiệm

- Hút dd KMnO4 100 ppm vào 6 erlen như tương bảng sau:

VKMnO4 1000ppmml 0 0.5 1 1.5 2 2.5

- Hút lần lượt 2.5 ml mẫu trong 6 erlen cho vào 6 cuvet theo thứ tự rồi đặt vào buồng chứa mẫu của máy UV-Vis

- Tiến hành đo quang phổ hấp thụ của 6 mẫu trên

- Thu được kết quả là 6 giá trị độ hấp thụ quang AoA5

- Tính CFe2+ của từng mẫu sau khi định mức dựa theo công thức:

CoVo=C1V1

- Vẽ đường chuẩn A=f(CMn2+)

- Hút 2.5 ml mẫu chứa Mn vào cuvet 2( cuvet 1 chứa nước cất- mẫu trắng)

- Tiến hành đo quang mẫu trên

- Thu được Amẫu

- Xác định Cmẫu

III- KẾT QUẢ

1 Mẫu chuẩn

2 Mẫu cần xác định

Amẫu

IV- XỦ LÝ SỐ LIỆU

1 Mẫu chuẩn

Mẫu 0 1 2 3 4 5

CKMnO4 0

2 Vẽ đướng chuẩn A=f(CMn2+)

3 Xác định Cmẫu

Sử dụng hàm TREND trong Excel ta được: