Định luật Bugher – Lambert – Beer Bây giờ ta có thể áp dụng dễ dàng định luật Beer vào việc xác định nồng độ các chất tan bằng cách đo độ hấp thu A của chúng. Hệ số hấp thụ phân tử gam đặc trưng cho bản chất hấp thụ ánh sáng và không phụ thuộc vào thể tích dung dịch, bề dày lớp dung dịch và chỉ phụ thuộc vào của dòng sáng tới (I0). Do đó đại lượng thường được coi là tiêu chuẩn khách quan quan trọng nhất để đánh giá độ nhạy của phép định lượng trắc quang, =f(). Thứ nguyên của : Ta có: Mối quan hệ giữa A, b, C, λ Nếu đo độ hấp thu quang của một loạt dung dịch bằng một dòng sáng đơn sắc (tại một giá trị ) thì A = f(b,C) là hàm bậc nhất, đường biểu diễn là một đường thẳng, còn đường T = f(C) là một đường cong. Vì vậy trong phân tích trắc quang chỉ dùng đường A = f(C) mà không dùng T = F(C). Đường cong biểu diễn A = f(λ) gọi là phổ hấp thụ. Bề rộng của phổ hấp thụ càng lớn việc phân tích hỗn hợp nhiều chất màu càng khó dẫn đến sự xen lấn, chồng phổ ảnh hưởng đến phân tích.
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG 01/07/19 CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC Định nghĩa – Nguyên tắc Phân tích trắc quang tên gọi chung phương pháp phân tích quang học dựa tương tác chọn lọc chất cần xác định với lượng xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hồng ngoại Nguyên tắc phương pháp trắc quang dựa vào lượng ánh sáng bị hấp thu chất hấp thu để tính hàm lượng chất hấp thu c 01/07/19 CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC Đặc trưng lượng miền phổ 01/07/19 01/07/19 CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC Đặc trưng lượng miền phổ Ánh sáng có bước sóng nhỏ 200nm, bị hấp thu oxi khơng khí, nước nhiều chất khác, đo quang bước sóng nhỏ 200 nm máy chân khơng Ánh sáng có bước sóng từ 200 – 400 nm, gọi ánh sáng tử ngoại (UV), vùng từ 200 – 300 nm gọi miền tử ngoại xa, vùng từ 300 – 400 nm gần miền khả kiến gọi miền tử ngoại gần Ánh sáng có bước sóng khoảng từ 800 – 2000 gọi ánh sáng hồng ngoại (IR) Sự hấp thu ánh sáng miền phổ sử dụng để giải trực tiếp nhiệm vụ phân tích, sử dụng rộng rãi để nghiên cứu cấu tạo phân tử 01/07/19 CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC Đặc trưng lượng miền phổ Ánh sáng vùng UV có bước sóng khoảng: 200 – 400 nm Ánh sáng vùng IR có bước sóng khoảng: 800 – 2000 nm Ánh sáng vùng VIS có bước sóng khoảng: 396 – 760 nm Trong phương pháp trắc quang – phương pháp hấp thu quang học, thường sử dụng vùng phổ UV – VIS có bước sóng từ 200 – 800 nm 01/07/19 Đặc trưng lượng miền phổ 01/07/19 Đỏ Da cam Vàng Lục 739 - 610 610 - 590 590 - 560 560 - 510 Lam Chàm Tím 510 - 490 490 - 430 430 - 400 Sự tương tác vật chất xạ điện từ * Ở điều kiện bình thường, điện tử phân tử nằm trạng thái liên kết, nên phân tử có mức lượng thấp, gọi trạng thái Khi chiếu xạ điện từ vào môi trường vật chất, xảy tượng phân tử vật chất hấp thụ phát xạ lượng, hay gọi trạng thái kích thích Năng lượng mà phân tử phát hay hấp thụ vào là: h ΔE = E2 - E1 = Trong đó, E1 E2 mức lượng phân tử trạng thái đầu trạng thái cuối (hay gọi trạng thái kích thích) tần số xạ điện từ bị hấp thụ hay phát xạ Nếu ΔE > xảy hấp thụ xạ điện từ Nếu ΔE < xảy phát xạ lượng 01/07/19 chiếu chùm xạ điện từ với tần số qua mơi trường vật chất sau qua lượng xạ không thay đổi mà có cường độ xạ thay đổi Các phân tử hấp thụ lượng xạ dẫn đến thay đổi trình phân tử (quay, dao động, kích thích electron…) nguyên tử (cộng hưởng spin electron, cộng hưởng từ hạt nhân) Mỗi q trình đòi hỏi lượng đặc trưng cho nó, nghĩa đòi hỏi xạ điện từ có tần số hay chiều dài sóng định để kích thích 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 01/07/19 bị phân tử hấp thụ Sự hấp thụ xạ màu sắc chất Ánh sáng nhìn thấy bao gồm tất dải xạ có bước sóng từ 396-760 nm có màu trắng (ánh sáng tổng hợp) Khi cho ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời) chiếu qua lăng kính, bị phân tích thành số tia màu (đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím) Mỗi tia màu ứng với khoảng bước sóng hẹp Cảm giác màu sắc chuỗi trình sinh lý tâm lý phức tạp xạ vùng khả kiến chiếu vào võng mạc mắt Một tia màu với khoảng bước sóng xác định Chẳng hạn xạ với bước sóng 400–430 nm gây cho ta cảm giác màu tím, tia sáng với bước sóng 560 nm cho ta cảm giác màu lục vàng Ánh sáng chiếu vào chất qua hồn tồn mắt ta chất khơng màu 01/07/19 10 Xác định khối lượng phân tử Xác định số phân ly acid – baz Xác định số phân ly acid – baz phương pháp quan trọng để nghiên cứu cấu trúc hợp chất hữu Nội dung phương pháp đo phổ hấp thu chất hữu chứa nhóm có tính chất acid hay baz phụ thuộc vào pH mơi trường 01/07/19 176 Phương pháp đường chuẩn: Ví dụ: Xác định số phân li phức FeSal+ (ở pH = 2) Phức phân ly theo phương trình: FeSal+ < > Fe3+ + Sal2- Phản ứng tạo phức Fe3+ với thuốc thử axit salixilic (H2Sal) pH = (H+ = 10-2) FeSal+ + 2H+ Fe3+ + H2Sal ↔ Hằng số cân phản ứng: K Ta có: H2Sal ↔ H + + H HSal- ↔ K1 K K 01/07/19 + Sal + Fe Sal FeSal 3 Hsal 2 - 2- H FeSal = Fe H Sal 3 K1 = K2 = H HSal H Sal H .Sal HSal 2 177 K1 K Vậy Kf = K ; Như muốn tính số phân li phức (K f) ta cần biết K1, K2, K; K1, K2 số phân li nấc nấc H2Sal bảng tra cứu có Nếu ta xác định K tính Kf Để tính K ta phải tính [FeSal+]; [Fe3+]; [H2Sal]; [H+] = 10-2 Ta có [Fe3+] (đi vào phức) = [FeSal+] = [H2Sal] (đi vào phức) Do đó: [Fe3+]còn = C0Fe(bandau)- [FeSal+] [H2Sal] (còn) = 01/07/19 CH Sal - [FeSal+] 178 Muốn tìm lượng Fe3+ vào phức, ta dựa vào đồ thị chuẩn A = f(C) dùng thuốc thử H2Sal để đảm bảo Fe3+ vào phức hết Ta pha dd có C, C pH = Đem đo A dd dựa vào đồ thị chuẩn tìm [FeSal+] Căn vào C, C ta tính [Fe3+] [H2Sal] Từ ta tính K Kf A A0 C 01/07/19 Fe 179 Phương pháp dãy đồng phân tử gam Dùng phương pháp đồng phân tử gam xác định thành phần phức mà xác định độ phân li số phân li phức phản ứng tạo phức: XR ↔ X + R Kf = X R phức có độ 2phân li α Kf = XR 2C (1 )C = C (1 ) = Dựa vào đồ thị ta có:α = 01/07/19 2C A0 A1 A0 (