1 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP
Là phương pháp phân tích định lượng các chất dựa trên phổ hấp thu phân tử
1.1 Nguyên tắc
Chiếu một chùm bức xạ vào vật thể hấp thu Dựa vào phần ánh
sáng bị hấp thu bởi vật chất mà suy ra hàm lượng của chất đó
PP phân tích trắc quang dùng dé xác định hàm lượng vết (~ 10-7 %)
Trang 3
4.2.3 Các màu sắc phụ họa nhau À(nm 4Ð0O 450 480 490 500 560 585 590 605 Bị Màu bị Chàm | Lục Lục
: Ti Cham : Luc " | Và Cam | Đỏ
hap thu luc | cham ¥ vang "0 up L uc Đỏ Chà m | Lục L spon = ving Vàng | Cam | Đỏ ha Tim | Cham lục | chim ƯỢC
1.2.4 Phé hap thu trong vùng UV-VIS
Khi phân tử hấp thu bức xạ tử ngoại hay khả kiến, các e hóa trị sẽ bị kích thích và chuyến từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích E, —— Ea ` ` # + ` ` ` , # ` ` , ` / hy —— oo = —— — oo ` 1 Ø Eb ` 4 / E, Eo: Trạng thái cơ bản a 1.2 ‘ < E,: Trạng thái kích thích oe Ati > 0.8 he 5 = _ = = Co AE = E¡ - Ea = hv 7 S04 s = = 4 4 4 4
Mỗi phân tử có nhiều mức
năng lượng nhưng chỉ có vài
bước chuyễn dời thấy được
180 280 380 480 580 À max (nm)
Trang 4
“ Cac kiểu chuyển mức electron O™* (VÐ phản liên kết) | =n "ru TƯ (VB phản liên kết) “4 T+ O*| o- o* 9 —— F (VÐ không liên kết) s 7L (VÐ liên kết) o + 1 G_ (Vb lién két) o —-o* alkan max <150 nm o — x’ carbonyl max <150 nm AE NC —-g Hợp chấtchưano Amma: 200 - 600 nm À, n—>œ' O,N,S,halogen 2À max 150 —250 nm n—+ x carbonyl „max 200 — 600 nm > Độ dài của bước sóng hấp thu phụ thuộc vào độ dài của hệ thống z liên hợp
max = 176nm max = 180nm max = 223nm Amax = 258nm
> Mau sac của các chất phụ thuộc vào các nhóm mang
Trang 6Spectrophotometer UV-1800 Shimadzu 2 BINH LUAT LAMBERT - BEER : cArEteele
A: D6 hap thu/ Mật độ quang l: Chiều dày cuvet (cm)
£: Hệ số háp thu (L.mg'1.cm)/ |,: Cường độ ánh sáng ban đầu hệ số hấp thu phân tử (L.mol'.cm) I: Cuong dé anh sang di ra
Trang 7| Độ truyền qua: T= T 100 oO Mối liên hệ giữa A và T: | T= — 100 =10Ì°€.100 = 10^ 100 Ay A=2-IlgT ⁄ Nếu chất nghiên cứu không háp thu bức xạ: l=l, ==> T=100 => A=0 0
Nếu chat nghiên cứu hắp thu hoàn toàn bức xạ:
[=O sep T=Q ===> A=œ
Vậy A có giá trị từ 0 - 00
3 ỨNG DỤNG CỦA ĐỊNH LUẬT LAMBERT - BEER 3.1 Đối với 1 chất nghiên cứu
Trang 8
Ví dụ: Hãy tính hàm lượng (mg/L) Fe?' có trong 20mL nước uống bằng phương pháp phân tích trắc quang với thuốc thử 1, 10- phenantrolin Biết rằng, lấy 20mL mẫu nước này pha loãng thành 100mL, lấy 10mL mẫu sau pha loãng rồi thêm thuốc thử vào rồi định mức thành 50mL và đem đo quang ở bước sóng 510nm, trong cuvef
2 cm với A = 0.085 Biết rằng một dung dịch chuẩn chứa 5.36x10Ê
M phức Fe-Phen (tỉ lệ 1:1) có A = 0.119 đo cùng bước sóng va
chiều dày cuvet
Tính £ của phức Fe-phen từ dung dịch chuẩn: ; À „— lC 2x5.36x105 019 — s4 14v⁄402LumoFtdœn2 : = — = ———_ = 3 A 0.085 ‘ M C,, trong 50 mL mau C=-=| 2x1 1x104 3.83x10 Tính hàm lượng Fe2* có trong 20mL mẫu ban đầu: m = 3.83x10°x56 x "1o x1000= 2.145 mg/L b Phương pháp so sánh
Đo mật độ quang dung dịch chát xác định và 1 hoặc 2 dung dịch
chuẩn của chát đó Áp dụng công thức để tính nồng độ chát đó
bà sử A
Y Khi st dung 1 dung dịch chuẩn: Cc, “3
A,, Ac: Mat d6 quang cua dung dich xac định và dung dịch chuan
C,, Cc: Nồng độ của dung dịch xác định và dung dịch chuẩn
Trang 9
c Phương pháp đường chuẩn
Dùng dung dịch chuẩn của chất nghiên cứu ở các nồng độ khác nhau để dựng đường thẳng tuyến tính A (C) Từ A đo được của chất nghiên cứu, dựa vào đường chuẩn suy ra nồng độ chất đó 0.8 y = 0.735x + 0.001 RỶ = 0.9991 o†———————— PP này có độ chính xác cao vì 0 02 04x06 08 1 C(mg/L) SỬ dụng nhiều dung dịch chuẩn Điều kiện:
⁄ Cần có từ 5 dung dịch chuẩn trở lên
Trang 10
4 TÍNH CỘNG CỦA MẬT ĐỘ QUANG
Nếu trong các cấu tử trong cùng dung dịch đều có khả nang hap
thu dòng ánh sáng đơn sắc chiếu vào thì giá trị A đo được sẽ là A tổng cộng của các cấu tử = | a A=lg-°= l(z;C, + ø,C2)
_Dung dịch chỉ có X trong dung mơi
5 Ạ L Tacó: A=A,+AjwF=® Av=A- Am 085, dm X A 0.45 Chọn 2.„„„ của dung môi cách xa ?.„„„ của X 0.25 0.05 + T T T ' 200 300 400 500 600 A (nm)
+ Bảng bước sóng hấp thu của một số dung môi
Trang 11
5 NGHIÊN CỨU CÁC PHÁN ỨNG DÙNG TRONG PP PTTQ Chủ yếu sử dụng các phản ứng tạo phức chất có màu để định
lượng các anion/ cation kim loại
5.1 Nguyên nhân dẫn đến phô hấp thu UV-VIS của phức chat = Các bước chuyển kèm theo chuyển điện tích với sự chuyển e
từ ligand đến ion kim loại hoặc ngược lại
= Các kim loại chuyền tiếp có chuyển mức d-d (do các phân mức
d bị tách ra bởi trường phối tử)
= Cac chuyển mức e thuộc các nhóm mang màu của ligand
5.2 Yêu cầu của một phản ứng dùng trong PP PTTQ M + L =— ML ov
= Phirc chất phải có độ bền cao ( B > 108) dé dam bao cac ion kim loại đi vào trong phức
= Phức chất phải có £ lớn
= Phức chất phải có thành phần xác định
Ví du: lon Fe3* tạo được các phức màu có thành phần khác nhau
Trang 125.3 Các bước tiến hành A085 Âu 0.65 1) Quét phé hap thu phirc chat dé tim Ana 4s ! 0.25 l 0.05 : 180 280 380% (nm) 2) Tìm thứ tự thêm thuốc thử, thời gian, nhiệt độ phản ứng 3) Tìm khoảng pH thích hợp
(1): phức bền trong mt acid, kém bền trong mt baz
(2): phức bền trong mt baz, kém bền trong mt acid
PH (4): phức kém bền trong mt acid lin baz
Trang 136 SO DO MAY DO QUANG ’ UV: Đèn H,; Hg | < VIS: Đèn W Kính lọc: Vẫn còn ánh sáng đa sắc Lăng kính: UV (thạch anh); VIS (thủy tinh) Cách tử: Màng AI
Trang 14
7 ỨNG DỤNG CÚA PP PHÂN TÍCH TRÁC QUANG
Trang 17
2 Khi cho amin (RNH;) phản ứng với acid picric (2,4,6-trinitrophenol)
sẽ tạo thành muối picrat Các muối này hấp thu mạnh ở bước sóng
359 nm (£ = 1.25x10) Nếu lấy 0.1155g một amin X đem hòa tan
trong nước và định mức thành 100 mL Sau đó lấy 1 mL dung dịch này cho phản ứng với acid picric rồi pha loãng thành 250 mL Tiến hành đo quang dung dịch này ở 359 nm trong cuvet 1 cm thu được A = 0.454 Hãy xác định trọng lượng phân tử của X