Cơ sở phổ phân tử - Ứng dụng trong phân tích vật chất

Phân tích dụng cụ Cơ sở phổ phân tử Ứng dụng trong tích vật chất. Bản chất của sự hình thành phổ phân tử và ứng dụng trong phân tích vật chất.Làm thế nào có thể đọc và hiểu chính xác phổ phân tử đây. Mua chó Poodle: https://yeupoodle.com/

Đề bài: Cơ sở phương pháp phân tích quang phổ phân tử gì? Trong phân tích vật chất, phổ phân tử ứng dụng nào? Giới thiệu Một phương pháp phân tích dụng cụ quan trọng có ứng dụng lớn việc phân tích : PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ PHÂN TỬ Một ứng dụng lớn phương pháp xác định xác thành phần đinh lượng mẫu cần xác định , đặc biệt phân tích mẫu chất hóa học hữu Trong việc phân tích hợp chất hữu ta xác định rõ thành phần chất hữu , loại nhóm chức có hợp chất Từ kết từ phương pháp phân tích phổ phân tử kết hợp với phương pháp phân tích khác cho kết , xác hồn thiện mẫu cần phân tích Để hiểu rõ phổ phân tử ứng dụng phương pháp sử dụng việc phân tích vật chất nhóm sinh viên chúng em tìm hiểu phương pháp phổ , thơng qua giúp phần hiểu rõ phương pháp phân tích phổ phân tử Nhóm sinh viên thực hiện: Kim Thanh Hà Ngô Ngọc Hiển Nguyễn Ngọc Hiếu Mssv :1221010117 Mssv : 1321010148 Mssv : 1321010151 Bài viết nhiều thiếu xót chúng em mong góp ý sửa chữa cho chúng em Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội 4- 2015 A.Sự hình thành phổ phân tử 1.Sự xạ điện từ trạng thái lượng phân tử Một khái niệm quan trọng từ học lượng cần thiết cho hiểu biết hấp thụ hay phát xạ phân tử lượng phải lượng tử hóa.Nói khác , phân tử tồn trạng thái lượng tử cụ thể trạng thái lượng tử gán lượng Năng lượng phân tử lưu giữ coi tổng lượng ba dạng : quay , dao động điện tử  Chuyển động phân tử quay hạt nhân  Chuyển động tuần hoàn hạt nhân với  Chuyển động thay đổi hướng tồn phần Trong điều kiện bình thường , phân tử tồn trạng thái lượng thấp ( lượng ), trạng thía bền vững Khi phân tử nhận lượng , ví dụ phân tử hấp thụ hay xạ điện từ, phân tử chuyển sang lượng cao ứng với trạng thái kích thích phân tử Phân tử tồn trạng thái kích thích khoảng thời gian ngắn (10-6 -10-9 ) quay trở lại trạng thái ban đầu.Sự thay đổi trạng thái phân tử hấp thụ lượng Quá trình phát xạ trình phân tử chuyển trạng thái lượng tử cao sang thấp thoát photon Quá trình hấp thụ trình phân tử chuyển từ trạng thái lượng tử thấp sang cao hấp thụ photon Sự thay đổi trạng thái lượng tử phân tử dẫn đến biến thiên lượng phân tử tuân theo định luật Planck = Ecao - Ethấp = h h:hằng số planck = 1,054.10-34 J.s=6,59 eVs : tần số xạ điện từ bị hấp thụ hay phát xạ  E = 0: lượng phân tử không thay đổi tương tác với xạ điện từ  E > 0: phân tử hấp thụ lượng  E < 0: phân tử xạ lượng Do lượng phân tử lưu giữ ba dạng : quay, dao động điện tử nên: quay + dao động + điện tử Như vây, tượng xa điện từ phân tử gây nên bước chuyển lượng quay, dao động điện tử phân tử nguồn gốc loại phổ hấp thụ Sự dịch chuyển điện tử trạng thái lượng nguyên tử tạo phát xạ photon Khi phân tử hấp thụ lượng từ bên ngồi dẫn đến trình thay đổi phân tử (quay, dao động, kích thích electron phân tử…) nguyên tử (cộng hưởng spin electron, cộng hưởng từ hạt nhân).Đối với phân tử có moomen lưỡng cực # momen thay đổi thong qua quay (Momen quay q ) qua dao động (momen dao động e ) 2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử Mỗi q trình đòi hỏi lượng E > định đặc trưng cho nó, nghĩa đòi hỏi xạ điện từ có tần số riêng gọi tần số quay q, tần số dao động d tần số kích thích điện từ e Vì chiếu chùm xạ điện từ với tần số khác vào phân tử hấp thụ xạ điện từ có tần số tần số trên( q, d e) để xảy trình biến đổi phân tử Do hấp thụ chọn lọc mà chiếu chùm xạ điện từ với dải tần số khác qua mơi trường vật chất sau qua, chùm xạ bị số xạ có tần số xác định nghĩa tia bị phân tử hấp thụ Như vậy, tượng xạ điện từ phân tử hình thành đám phổ có tần số xác định Các đám phổ tương ứng với lượng hấp thụ để thực bước chuyển có tần số riêng từ ta phân loại loại phổ dựa theo tần số đó:  Phổ quay  Phổ dao động – quay  Phổ điện tử - dao động – quay Cụ thể có : e > d > q có nghĩa trạng thái electron ( kích thích ) bao gồm số trạng thái dao động khác nhau, đến lượt trạng thái dao động lại bao gồm số trạng thái quay khác Phổ quay: Các xạ có lượng thấp sóng cực ngắn hồng ngoại xa làm thay đổi trạng thái quay phân tử Khi nghiên cứu hấp thụ vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa ta thu phổ quay túy Phổ quay túy gồm vạch xít cách vạch có tần số: q= Phổ dao động – quay: Khi phân tử hấp thụ xạ vùng hồng ngoại gần, trạng thái dao động bị kích thích (trạng thái electron không đổi) , lượng tử lượng tương ứng có tần số: d= Vì d > q nên với biến thiên lượng dao động ln có biến thiên lượng quay.Vì ta không thu phổ dao động túy mà thu phổ dao động - quay ( phổ dao động hay phổ hồng ngoại ).Do kết chồng chất lượng tử quay lên lượng tử dao động nên ta thu phổ hồng ngoại ta thu đám vạch với tần số = q + q Phổ hồng ngoại hexanoic acid ` Phổ điện tử - dao động – quay: Khi phân tử hấp thụ xạ có nặng lượng lớn xạ khả kiến hay xạ tử ngoại lượng electron bị thay đổi , ứng với vạch hấp thụ có tần sơ : e= Ứng với thay đổi trạng thái electron có thay đổi trạng thái dao động trạng thái quay nên ta thu đám vạch với tần số = q + q + e Phổ thu được gọi phổ hấp thụ electron hay phổ electron thể vùng tử ngoại – khả kiến nên gọi phổ tử ngoại – khả kiến Từ , ta kết luận từ tượng háp thụ phân tử có ta hai phương pháp phổ :  Phồ hồng ngoại  Phổ tử ngoại – khả kiến 3.Định luật Lambert – beer Là sở để sử dụng phổ hồng ngoại phổ tử ngoại -khả kiến a Định luật Lambert – beer Khi chiếu chùng tia sáng đơn sắc qua môi trường vật chất cường độ tia sáng ban đầu Io bị giảm I ( khuếch tán hay hấp thụ lớp mỏng vật chất ) Năng lượng ánh sáng: E = h Năng lượng ánh sáng phụ thuộc vào Cường độ ánh sáng I phụ thuộc vào biên độ dao động a Với hai tia sáng có lượng có cường độ sáng khác : Độ truyền qua : T= I/Io 100% Độ hấp thụ :A= (Io – I )/ Io 100% Độ lớn độ truyền qua T hay độ hấp thụ A phụ thuộc vào chất chất hòa tan , chiều dày d lớp mỏng nồng độ C dung dịch Do , viết: gọi hệ số hấp thụ, C tính mol/l, d tính cm D mật độ quang Phương trình với tia đơn sắc hấp thụ độ phân giải Từ định luật Lambert-Beer, người ta thiết lập biểu diễn phụ thuộc:  Trên trục tung: A, D, , lg , T  Trên trục hồnh: tần số xạ , số sóng , bước sóng xạ kích thích ‫גּ‬  Sự phụ thuộc D vào bước sóng: D.‫ = גּ‬f(.‫)גּ‬ Khi ‫ = גּ‬const; d = const D = f(C) Dùng phương trình để phân tích định lượng Với chất với tia sáng khác cho đường đồ thị khác  Sự phụ thuộc hệ số hấp thụ vào chiều dài bước sóng kích thích Đường cong biểu diễn phụ thuộc gọi phổ.Các đỉnh hấp thụ cực đại gọi dải hay đỉnh hấp thụ, chiều cao đỉnh hấp thụ gọi cường độ Hai đường biểu diễn dùng để phân tích cấu tạo hợp chất Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử Độ truyền qua (%)  Phổ hồng ngoại : Phổ thường ghi dạng thể phụ thuộc % độ truyền qua vào số sóng ( bước sóng ) xạ Bước sóng Hệ số hấp thụ mol  Phổ tử ngoại – khả kiến: Phổ thường ghi thể phụ thuộc mật độ quang D (A) vào bước sóng ( số sóng ).Nếu để so sánh chất , cấu tạo khác thường phổ dạng thể phụ thuộc hệ số hấp thụ mol (hoặc lg ) vào bước sóng Bước sóng B.Ứng dụng phổ phân tử phân tích vật chất Phổ phân tử chia thành hai loại phổ dựa chuyển động phân tử : Phổ hồng ngoại , phổ tử ngoại – khả kiến Sau , tìm hiểu loại phổ có ứng dụng việc phân tích vật chất 1.Phổ tử ngoại - khả kiến Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực phân tích định tính, phân tích cấu trúc phân tử phân tích định lượng Nguyên tắc phương pháp phân tích định lượng dựa vào mối quan hệ mật độ quang nồng độ dung dịch theo định luật Lambert – Beer, với nhiều ưu điểm: 10  Khả áp dụng rộng: Một số lớn chất hữu cơ, vơ cơ, hóa sinh hấp thụ chùm sáng vùng tử ngoại khả kiến phân tích định lượng trực tiếp chúng Nhiều hợp chất khơng có khả hấp thụ trực tiếp áp dụng phương pháp sau chuyển chúng phương pháp hóa học thành dẫn xuất hấp thụ Người ta ước lượng khoảng 90% phân tích phòng thí nghiệm bệnh viện dựa phổ UV-VIS  Độ nhạy cao: giới hạn dò tìm phổ hấp thụ phân tử khoảng 10-4 đến 10-5M Khoảng mở rộng đến 10-6 chí 10-7 M với thủ tục bổ sung  Độ chọn lọc từ trung bình đến cao: Nếu bước sóng tìm thấy mà chất phân tích hấp thụ khơng cần phải thực phép tách chúng khỏi dung dịch hỗn hợp  Độ xác cao: sai số tương đối nồng độ phổ UV-VIS tiêu biểu nằm khoảng từ 1% đến 5%  Dễ thao tác thực nhanh chóng với máy đại Ứng dụng khác phổ tử ngoại – khả kiến Ngoài ra, sử dụng để xác định số cân bằng, số phân li nghiên cứu động Là sở phương pháp đo quang , ứng dựng nhiều ngành: dược , luyện kim , địa chất, nông nghiệp Là phương pháp hỗ trợ quan trọng cho phổ hồng ngoại cộng hưởng từ hạt nhân để đồng chất 2.Phổ hồng ngoại  Đồng chất :Số liệu hồng ngoại cho kết đồng nhất, trình đồng so sánh phổ chất nghiên cứu với phổ chuẩn.Phổ chuẩn : tần số ,những tần số xác định nhà khoa học đưa vào bảng tra cứu Khi có phổ hồng ngoại chất chưa biết người ta so sánh tra cứu tần số dao động lưu thư viện tra cứu định danh hợp chất hóa học 11  Xác định cấu trúc phân tử : Bằng phương pháp phổ hồng ngoại có kết xác có mặt nhóm chức phân tử đặc tính liên kết cấu trúc vị trí nhóm hợp chất.Để phân tích định tính định danh hợp chất hóa học, cần phải nắm tần số dao động đặc trưng nhóm chức liên kết nguyên tử  Phân tích định lượng : Bằng phổ hồng ngoại xác so với phương pháp khác (như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis) Đối với hợp chất dạng dung dịch phân tích định lượng cho kết xác so với mẫu dạng rắn C.Ví dụ phân tích phổ phân tử  Các bước tiến hành (phổ hồng ngoại ) 1.Ghi tất vùng phổ (chân peak), (đỉnh peak) Chú ý peak đặc trưng: đặc điểm (đỉnh kép, mạnh rộng, yếu hep, nhọn hẹp, chân rộng giãng ) 2.Từ công thức phân tử, dự đốn chứa dao động nhóm chứa nào? 3.Các peak phổ ứng với dao động nhóm chức nào? 4.Đối chiếu 12 Phổ hồng ngoại hexanoic acid [TÀI LIỆU THAM KHẢO] 1.Bài giảng “ Phân tích cơng cụ “ Đại học Bacsk Khoa Hà Nội 2.”Hóa phân tích cơng cụ”- Bùi Xuân Vững 3.Bài giảng “Các phương pháp phân tích dụng cụ” T.s Tống Thị Thanh Hương trường Đại học Mỏ địa Chất 4.” Một số phương pháp phổ ứng dụng hóa học “ Tác giả Đào Đình Thức 13 14 ... B .Ứng dụng phổ phân tử phân tích vật chất Phổ phân tử chia thành hai loại phổ dựa chuyển động phân tử : Phổ hồng ngoại , phổ tử ngoại – khả kiến Sau , tìm hiểu loại phổ có ứng dụng việc phân tích. .. dụng việc phân tích vật chất 1 .Phổ tử ngoại - khả kiến Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực phân tích định tính, phân tích cấu trúc phân tử phân tích định lượng Nguyên... phổ hồng ngoại xác so với phương pháp khác (như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis) Đối với hợp chất dạng dung dịch phân tích định lượng cho kết xác so với mẫu dạng rắn C.Ví dụ phân tích phổ phân tử