Báo cáo Cơ sở phổ phân tử Ứng dụng xác định vật chất

Làm thế nào có thế đọc tốt các loại phổ nhằm mục đích xác định các chất hóa học qua cấu trúc. Mua chó Poodle: https://yeupoodle.com/

Cơ sở phổ phân tử và

Ứng dụng trong phân tích vật chất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

KHOA DẦU KHÍ

BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU

TRÌNH BÀY CƠ SỞ PHỔ PHÂN TỬ VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH VẬT CHẤT

1.KIM THANH HÀ 2.NGUYỄN NGỌC HIẾU 3.NGÔ NGỌC HIỂN

Nhóm sinh viên thực hiện

Giáo viên hướng dẫn : TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG

Nội dung

SỰ HÌNH THÀNH PHỔ PHÂN TỬ

Ứng dụng phổ phân tử

Ví dụ phân tích phổ phân tử

Sự hình thành phổ phân tử

1.Sự bức xạ điện từ và trạng thái năng lượng của phân tử

2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử

3.Định luật Lambert – beer

4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử

Sự hình thành phổ phân tử

1.Sự bức xạ điện từ và trạng thái năng lượng của phân tử

2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử

3.Định luật Lambert – beer 4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử

Phân tử tồn tại nhiều chuyển động

• Chuyển động của các phân tử quay hạt nhân

• Chuyển động tuần hoàn của các hạt nhân với

nhau.

• Chuyển động thay đổi hướng toàn phần.

Sự thay đổi trạng thái lượng tử của phân tử sẽ dẫn đến

sự biến thiên năng lượng ∆𝑬

Phân tử chỉ tồn tại trong trạng thái kích thích trong khoảng thời gian rất ngắn (10-6 -10-9 ) và quay trở lại

trạng thái ban đầu.

∆𝑬= E cao - E thấp = h.𝝑

∆E = 0: năng lượng phân tử không thay đổi khi tương tác với bức xạ điện từ.

∆E > 0: phân tử hấp thụ năng lượng.

 ∆E < 0: phân tử bức xạ năng lượng

Năng lượng được phân tử lưu giữ dưới ba dạng

quay, dao động và điện tử

∆𝑬 = ∆𝑬 quay + ∆𝑬dao động +∆𝑬điện tử

“ hiện tượng bức xa điện từ của phân tử gây nên các bước chuyển năng lượng quay, dao

của các loại phổ hấp thụ”

Sự hình thành phổ phân tử

1.Sự bức xạ điện từ và trạng thái năng lượng của phân tử

2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử

3.Định luật Lambert – beer

4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử

∆𝑬= h.𝝑

∆𝑬 = ∆𝑬 quay + ∆𝑬 dao động +∆𝑬 điện tử

Mỗi bức xạ điện từ có một tần số riêng gọi

là tần số quay 𝝑q, tần số dao động 𝝑d và tần

số kích thích điện từ 𝝑e.

Hiện tượng bức xạ điện từ của phân tử đã hình thành đám phổ có

Phổ quay

Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm

thay đổi trạng thái quay

Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều

Phổ quay

Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm

thay đổi trạng thái quay

Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều

Vì ∆𝑬 d > > ∆𝑬q nên cùng với sự biến thiên năng lượng dao

động luôn có biến thiên năng lượng quay.

Phổ ta thu được các đám vạch với tần số

𝝑 = 𝝑q + 𝝑q

Phổ dao động - quay ( phổ dao động hay phổ hồng ngoại ).

Phổ quay

Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm

thay đổi trạng thái quay

Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều

Sự thay đổi trạng thái electron luôn có sự thay đổi trạng thái dao động và trạng thái quay nên ta sẽ thu được đám vạch với tần số

𝝑 = 𝝑q + 𝝑q + 𝝑e

Phổ quay

Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm

thay đổi trạng thái quay

Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều

Sự hình thành phổ phân tử

1.Sự bức xạ điện từ và trạng thái năng lượng của phân tử

2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử

3.Định luật Lambert – beer

4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử

Định luật Lambert – beer

Cơ sở để sử dụng phổ hồng ngoại và phổ tử ngoại -khả kiến

Với hai tia sáng có cùng năng lượng nhưng có cường độ

sáng khác nhau :

Độ hấp thụ :A= (Io – I )/ Io .100%.

T và A

Phụ thuộc vào bản chất của chất hòa tan chiều dày d của lớp mỏng và nồng độ C của dung dịch

Biểu theo công thức:

𝝐 gọi là hệ số hấp thụ, C được tính bằng mol/l,

d tính bằng cm và D là mật độ quang

Note :Phương trình trên chỉ đúng với tia đơn sắc

Sự phụ thuộc của D vào bước sóng: D גּ = f( גּ )

Với cùng một chất nhưng với các tia sáng khác nhau

sẽ cho các đường đồ thị khác nhau.

Dùng phương trình này để phân tích định lượng

Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào chiều dài của bước sóng kích thích

Hai đường biểu diễn này dùng để phân tích cấu tạo của các hợp chất

Sự hình thành phổ phân tử

1.Sự bức xạ điện từ và trạng thái năng lượng của phân tử

2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử

3.Định luật Lambert – beer

4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử

% độ truyền qua vào số sóng ( hoặc bước sóng ) của bức xạ

Nội dung

SỰ HÌNH THÀNH PHỔ PHÂN TỬ

Ứng dụng phổ phân tử

Ví dụ phân tích phổ phân tử

Sử dụng phổ hồng ngoại và Phổ tử ngoại khả kiến trong phân tích vật chất

Ứng dụng của phổ phân tử

# Phương pháp phổ tử ngoại - khả kiến #

Có ý nghĩa quan trọng trong phân tích định tính, phân tích cấu trúc phân tử và phân tích định lượng

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Chất hấp thụ trực tiếp

Những nhóm chức mang màu hữu cơ

Một số chất vô như những ion kim loại chuyển tiếp mang màu trong dung dịch như Cu2+,Ni2+hoặc các ion MnO4-,

Cr2O72-…

Chất không hấp thụ trực tiếp

Chất hay ion ví dụ ion kim loại không hấp thụ trực tiếp

hoặc hấp thu với cường độ yếu.

Thêm các thuốc thử vô cơ, để thiết lập môi trường thích hợp để chuyển toàn bộ chất hoặc ion phân tích về dạng

phức có thể hấp thụ trực tiếp.

Chất hấp thụ trực tiếp

Những nhóm chức mang màu hữu cơ

Một số chất vô như những ion kim loại chuyển tiếp mang màu trong dung dịch như Cu2+,Ni2+hoặc các ion MnO4-,

Cr2O72-…

Chất không hấp thụ trực tiếp

Chất hay ion ví dụ ion kim loại không hấp thụ trực tiếp

hoặc hấp thu với cường độ yếu.

Thêm các thuốc thử vô cơ, để thiết lập môi trường thích hợp để chuyển toàn bộ chất hoặc ion phân tích về dạng

phức có thể hấp thụ trực tiếp

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến

Một số ứng dụng khác

 Xác định hằng số cân bằng, hằng số phân

li và nghiên cứu động.

 Là cơ sở của phương pháp đo quang ,

ứng dựng trong nhiều ngành: dược ,

luyện kim , địa chất, nông nghiệp.

 Là phương pháp hỗ trợ quan trọng cho

phổ hồng ngoại và cộng hưởng từ hạt

nhân để đồng nhất các chất.

Phổ hồng ngoại

Đồng nhất các chất

Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là

so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.

Xác định cấu trúc phân tử

Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết

cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất

Phân tích định lượng

Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác

(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis)

Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn

Phổ hồng ngoại

Đồng nhất các chất

Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là

so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn

Phổ chuẩn

Là các tần số ,những tần số này đã được xác định bởi các nhà khoa học và đã được

đưa vào bảng tra cứu.

Phổ hồng ngoại

Đồng nhất các chất

Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là

so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.

Xác định cấu trúc phân tử

Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết

cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất

Phân tích định lượng

Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác

(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis)

Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.

Phổ hồng ngoại

Đồng nhất các chất

Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là

so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.

Xác định cấu trúc phân tử

Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết

cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất

Phân tích định lượng

Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác

(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis)

Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.

Phổ hồng ngoại

Đồng nhất các chất

Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là

so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn

Xác định cấu trúc phân tử

Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết

cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất

Phân tích định lượng

Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác

(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis)

Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.

Nội dung

SỰ HÌNH THÀNH PHỔ PHÂN TỬ

Ứng dụng phổ phân tử

Ví dụ phân tích phổ phân tử

Ví dụ về về phân tích phổ

Xét một ví dụ với phổ hồng ngoại

2 Từ công thức phân tử, dự đoán có thể chứa dao động của những nhóm chứa nào?

Các peak của phổ có thể ứng với dao động của những nhóm chức nào?

3

Đối chiếu

4

Phổ hồng ngoại hexanoic acid

HẾT RỒI

Cảm ơn cô và các bạn

đã lắng nghe và theo dõi.