A. MỞ ĐẦU 2 1. Lý do chọn đề tài: 2 2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu: 3 3. Đối tượng và khách thể nguyên cứu: 3 4. Phạm vi nghiên cứu: 3 5. Phương pháp nghiên cứu: 3 B. NỘI DUNG 4 I. Những định luật cơ bản của sự hấp thụ ánh sáng 4 1.1. Định luật Bouguer – Lambert: 4 1.2. Định luật Beer: 7 1.3. Định luật hợp nhất Bouguer- Lambeer- Beer: 9 1.4. Định luật cộng tính: 11 II. Các đại lượng cơ bản dùng trong phổ hấp thụ: 12 2.1. Mật độ quang: 12 2.2. Độ truyền quang: 14 2.3. Hệ số hấp thụ phân tử gam: 15 2.4. Bảng tóm tắt các đại lượng dùng trong phổ hấp thụ 18 II. Các phương pháp định lượng bằng trắc quang:[4] 19 3.1. Phương pháp đường chuẩn: 19 3.2. Phương pháp thêm: 20 3.3. Phương pháp vi sai: 21 3.4. Phương pháp thêm vi sai: 24 3.5. Phương pháp chuẩn độ trắc quang: 25 C. BÀI TẬP 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48
MỤC LỤC MỤC LỤC A.MỞ ĐẦU .3 1.Lý chọn đề tài: .3 2.Mục đích mục tiêu nghiên cứu: 3.Đối tượng khách thể nguyên cứu: 4.Phạm vi nghiên cứu: 5.Phương pháp nghiên cứu: .4 B.NỘI DUNG I.Những định luật hấp thụ ánh sáng I.1.Định luật Bouguer – Lambert: 1.2 Định luật Beer: 1.3 Định luật hợp Bouguer- Lambeer- Beer: 10 1.4 Định luật cộng tính: .11 II Các đại lượng dùng phổ hấp thụ: 13 2.1 Mật độ quang: .13 2.2 Độ truyền quang: 15 2.3 Hệ số hấp thụ phân tử gam: 16 2.4 Bảng tóm tắt đại lượng dùng phổ hấp thụ 19 II.Các phương pháp định lượng trắc quang:[4] 19 3.1 Phương pháp đường chuẩn: 20 3.2 Phương pháp thêm: 21 3.3 Phương pháp vi sai: .22 3.4 Phương pháp thêm vi sai: .25 3.5 Phương pháp chuẩn độ trắc quang: 26 C.BÀI TẬP .28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 I TÀI LIỆU TRONG NƯỚC 50 A MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Phân tích quang phổ hố học phương pháp phân tích cơng cụ phổ biến quan trọng để xác định định tính định lượng nguyên tố, hợp chất nhiều đối tượng phân tích khác Hiện nước ta, việc ứng dụng phương pháp phổ trở nên phổ biến cần thiết giảng dạy, học tập, nghiên cứu khoa học, đời sống sản xuất khơng ngành hóa học mà nhiều ngành khác hóa sinh, y dược, nông nghiệp,… Trong số phương pháp phổ thông dụng nhóm phương pháp phân tích quang học biết đến phương pháp có độ xác độ lặp lại cao Nhóm phương pháp phân tích quang học dựa tính chất quang học chất phân tích chia thành phương pháp khác Trong số phương pháp phương pháp hấp thụ phân tử UV-Vis sử dụng nhiều Bằng phương pháp định lượng nhanh chóng với độ nhạy độ xác cao ngun tố hóa học trừ khí trơ Mặc dù vậy, nguồn tài liệu sẵn có để học sinh – sinh viên tìm hiểu chưa nhiều, chưa cập nhật hết đề thi nhất, hay Người học khó khăn việc tìm nguồn tài liệu xác, bên cạnh đó, số đề thi có sẵn lại có nội dung sơ sài, chưa bám sát trọng tâm, chưa khai thác sâu kiến thức Do em thực đề tài “XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ PHÂN TỬ (UV-VIS)” Hy vọng đề tài đem lại tài liệu bổ ích có lợi cho bạn đọc Em xin chân thành cảm ơn! Mục đích mục tiêu nghiên cứu: Giúp cho người đọc hiểu hấp thụ ánh sáng dung dịch đặc trưng đại lượng nào, nội dung biểu thức định luật hấp thụ ánh sáng nguyên nhân làm sai lệch, hiểu nắm vững phương pháp định lượng phương pháp xác định thành phần phức chất trắc quang Sau có khả giả thích tượng, giải tập liên quan, có hiểu biết để hạn chế sai số phân tích nghiên cứu phương pháp trắc quang Đối tượng khách thể nguyên cứu: Cơ sở lý thuyết, hệ thống tậpphương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS) Phạm vi nghiên cứu: Tìm hiểu vấn đề lý thuyết phương phấp quang phổ hấp thụ phân tử tập ứng dụng liên quan Phương pháp nghiên cứu: Trên sở kiến thức học, thông qua giáo trình, báo, Internet tài liệu liên quan tiến hành nghiên cứu, phân tích, so sánh tổng hợp nguồn tài liệu tập phù hợp yêu cầu đề B NỘI DUNG I Những định luật hấp thụ ánh sáng I.1 Định luật Bouguer – Lambert: I.1.1 Thí nghiệm: [4] Xét hấp thụ ánh sáng dung dịch màu nằm cuvet với thành song song Bề dày lớp dung dịch hấp thụ ánh sáng l Chiếu xạ lượng có cường độ Io tới dung dịch, dung dịch hấp thụ phần, phần lại khỏi dung dịch tới máy thu (detectơ) để ghi nhận Đầu tiên Bouger (Pierre Bouger:1698-1758) phát phần lượng xạ bị hấp thụ đoạn đường bình đựng có tỷ lệ thuận với chiều dày bình Tiếp Lambert (Johann Heinrich Lambert: 1728-1777) nêu lại mối liên hệ tên gọi định luật Lambert công thức trở thành: Phần lượng bị hấp thụ = I − I ∆I = = k.∆l I0 I0 I.1.2 Công thức định luật: [2] Công thức định luật Bouguer- Lambert: A = l.k (1) Trong đó: A: mật độ quang, đặc trưng cho khả hấp thụ dung dịch màu l: bề dày dung dịch, có đơn vị cm k: đại lượng định đặc trưng cho chất cho Hệ số giới hạn rộng không phụ thuộc cường độ chùm sáng, có giá trị lớn khơng định quan sát thấy có phụ thuộc k vào I I.1.3 Nội dung định luật:[6] “Lượng tương đối dòng sáng bị hấp thụ mơi trường mà qua không phụ thuộc vào cường độ tia tới Mỗi lớp bề dày hấp thụ phần dòng sáng đơn sắc qua dung dịch nhau” I.1.4 Chứng minh cơng thức: • Cách [2] Hình dung thí nghiệm hình vẽ, ta chia bề dày dung dịch thành l lớp nhỏ Khi ánh sáng qua lớp dung dịch thứ nhất, cường độ ánh sáng giảm n lần nên cuối lớp thứ cường độ ánh sáng bằng: I1 = I0 n (n>1) (2) Cuối lớp thứ có nghĩa đầu lớp thứ hai Chùm ánh sáng có cường độ I chiếu qua lớp thứ hai, sau qua lớp thứ hai giảm n lần (các lớp có bề dày nhau) Nên ta có: I2 = I1 I = n n2 (3) Tương tự ánh sáng tiếp tục qua lớp lại, sau ánh sáng qua tất lớp (đi hết toàn bề dày lớp dung dịch) cường độ ánh sáng bằng: I0 nl (4) I0 = nl Il (5) Il = Hay: Lấy logarit số 10 phương trình (5) ta có: I0 = lg nl = l lg n Il lg Đại lượng lg (6) I0 gọi độ hấp thụ quang dung dịch (hay mật độ quang) kí hiệu Il A (Absorbance): A = l lg n = l.k (7) • Cách 2: [5] Chia dung dịch thành lớp vô nhỏ có bề dày dl Ánh sáng qua lớp dl giảm dI dI = −a.dl.I (8) a: hệ số tỉ lệ, đặc trưng cho chất nghiên cứu dấu (-): biểu thị cho giảm cường độ ánh sáng (8) viết thành: dI = −a.dl I (9) Khi ánh sáng khỏi lớp dung dịch có bề dày l, ta lấy tích phân toàn bề dày dung dịch cường độ Io đến Il: Il dI l ∫ I = −a ∫ dl I (10) ln Il I I = −al → lg l = −al → lg = k.l I0 I0 2,303 Il k: số tương tự lgn phương trình (6) 1.1.5 Đồ thị: (11) Hình 1.1: Đồ thị biểu diển phụ thuộc mật độ quang A vào bề dày lớp dung dịch giá trị bước sóng λ xác định Hình 1.2: Đồ thị biểu diển phụ thuộc cường độ dòng sáng vào bề dày lớp dung dịch giá trị bước sóng λ xác định 1.2 Định luật Beer: 1.2.1 Thí nghiệm: [5] Xét hấp thụ ánh sáng chất màu có thành phần cấu trúc không đổi nồng độ thay đổi Lấy dung dịch màu vào ống hình trụ cao, nồng độ chất hấp thụ ánh sáng dung dịch C1, quan sát độ hấp thụ ánh sáng từ xuống (toàn lớp dung dịch), thu mật độ quang A1 Sau pha lỗng dung dịch n lần lại quan sát độ hấp thụ ánh sáng từ xuống, thu mật độ quang A2 Nhận thấy A1 =A2 = A = K.l (12) 1.2.2 Công thức: Công thức định luật Beer: A = K.l.C (13) K: hệ số tỷ lệ C: nồng độ dung dịch, tính đơn vị mol/L l: bề dày dung dịch, đo cm 1.2.3 Nội dung định luật: [6] Có hai cách phát biểu định luật này: Cách 1: “Sự hấp thụ dòng quang tỷ lệ bậc với số phân tử chất hấp thụ mà dòng quang qua nó” Cách 2: “Độ hấp thị ánh sáng dung dịch màu (đại lượng mật độ quang) tỷ lệ bậc với nồng độ dung dịch chất hấp thụ ánh sáng” 1.2.4 Chứng minh công thức: [5] Dung dịch ban đầu có nồng độ C1, bề dày l1 nên A1 = K.l1.C1 Khi pha loãng dung dịch n lần dung dịch có nồng độ C 2, C2 = C1/n, bề dày dung dịch l2, l2 =n.l1 nên A2 = K.l2.C2 = K.(nl1).(C1/n) = K.l1.C1 = A1 = A = K.l.C (k giống chất màu) Có thể chứng minh cách khác sau: Vì dung dịch dung dịch pha lỗng n lần nên hai dung dịch có số trung tâm hấp thụ ánh sáng nên độ hấp thụ quang hai dung dịch 1.2.5 Đồ thị: Dựa vào biểu thức định luật phương trình (13) ta thấy đồ thị biểu diễn phụ thuộc A vào nồng độ đường thẳng qua gốc tọa độ hình 2a, phương trình đường thẳng y = ax Tuy nhiên thực tế, đồ thị biểu diễn phụ thuộc A vào nồng độ thường đường thẳng khơng qua gốc tọa độ hình 2b, phương trình đường thẳng y =ax+b, nguyên nhân ảnh hưởng thành phần mẩu (ảnh hưởng nền) Hình 1.3: Đồ thị biểu diển phụ thuộc mật độ quang A vào nồng độ dung dịch giá trị bước sóng λ xác định 1.3 Định luật hợp Bouguer- Lambeer- Beer: 1.3.1 Công thức: Kết hợp phương trình (7) (13) ta biểu thức định luật hợp nhất: A = lg I0 = ε C.l I (14) Trong đó: A: mật độ quang ε : độ hấp thụ phân tử gam, đơn vị L.mol-1.cm-1 l: bề dày dung dịch, đơn vị cm C: nồng độ dung dịch màu, đơn vị mol/L - Khi đo mật độ quang hai bước sóng dung dịch dùng cuvet có l =3 cm - Đo mật độ quang hai bước sóng cho ε λ phức hai bước sóng sau: Ở λ1 =240 nm: Dλ1 = 0,870 , ε Pb − Edta = 8900 , ε Bi − Edta = 2800 Ở λ2 =365 nm: Dλ2 = 1,240 , ε Pb − Edta = 900 , ε Bi − Edta = 9900 Cho Pb = 207, Bi = 209 Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật cộng tính: Add = APb − Edta + ABi − Edta = ε Pb − Edta l.CPb − Edta + ε Bi − Edta l.CBi − Edta Với λ1 =240 nm: 0,870 = 8900.3.CPb-Edta + 2800.3.CBi-Edta (1) Với λ2 =365 nm: 1,240 = 900.3.CPb-Edta + 9900.3.CBi-Edta (2) Giải hệ phương trình gồm phương trình (1) (2) ta được: CPb-Edta = 2,00.10-5 M CBi-Edta = 3,99.10-5 M Khối lượng chì mẩu là: mPb = C.V.M = 2,00.10-5.0,05.207 =20,7.10-5 g = 207 µ g mBi = C.V.M = 3,99.10-5.0,05.209 =41,7.10-5 g = 417 µ g Bài 11: Hãy tính hàm lượng (mg/l) Fe2+ có 20ml nước uống phương pháp phân tích trắc quang với thuốc thử 1,10 – phenantrolin Biết rằng, lấy 20ml mẫu nước pha loãng thành 100ml, lấy 10ml mẫu sau pha loãng thêm thuốc thử vào định mức 50ml đem đo quang bước sóng 510nm, cuvet 2cm với A = 0,085 Biết dung dịch chuẩn chứa 5,36.10-6 M phức Fe-Phen (tỉ lệ 1:1) có A = 0,119 đo bước sóng chiều dày cuvet Hướng dẫn giải: Tính phức Fe-Phen từ dung dịch chuẩn: ε= A 0,119 = = 1.11.104 l.mol-1.cm -1 -6 lC 2.5,36.10 CFe 50ml mẫu: C = A 0,085 = = 3,83.10-6 M εl 2.1,1.104 Hàm lượng Fe2+ có 20ml mẫu ban đầu: m = 3,83.10-6 56 100 1000 = 2,145 mg/l 10 Bài 12: Để định lượng chì mẫu hợp kim người ta làm sau: - Cân 0,50g mẫu hòa tan thành 50,0ml dung dịch (dung dịch A) Lấy 5,00ml dung dịch A tạo phức thành 50,00ml dung dịch đo mật độ quang A1 = 0,40 - Dung dịch chuẩn: Lấy 1,00ml dung dịch Pb2+ 10-3 M tạo phức thành 100,00ml dung dịch ta đo mật độ quang A2 = 0,50 Tính %Pb3O4 mẫu hợp kim? Biết: Thuốc thử tạo phức với Pb2+ có hệ số hấp thụ phân tử gam ε = 104 l.cm −1.mol −1 thí nghiệm l sau (Pb = 206, O = 16) Hướng dẫn giải: Dung dịch đo: A1 = ε.l.C1 (*) Dung dịch chuẩn: A = ε.l.C2 Xét dung dịch chuẩn ta có: 0,5 = 104 l 1.10-3 ⇒ l = 5cm 100 -6 Thay l = 5cm vào (*) ta có: 0,4 = 10 5.C1 ⇒ C1 = 8.10 M 50 = 8.10-5 M ⇒ n Pb2+ /ddA = 8.10-5 50.10-3 = 4.10-6 mol CddA = 8.10 -6 ⇒ %m Pb3O4 = 4.10-6 (207.3+16.4) 100 = 0,183% 3.0,5 Bài 13: Khi cho amin RNH2 phản ứng với axit picric (2,4,6-trinitrophenol) tạo thành muối picrat Các muối hấp thu mạnh bước sóng 359 nm (ε= 1,25.104) Nếu lấy 0,1155g amin X đem hòa tan nước định mức thành 100ml Sau lấy 1ml dung dịch cho phản ứng với axit picric pha loãng thành 250ml Tiến hành đo quang dung dịch 359 nm cuvet 1cm thu A = 0,454 Hãy xác định trọng lượng phân tử X Hướng dẫn giải: Ta có: A = C= Số mol X bình 100ml: Mx= 0,1155 = 127,2 (g) 9,08.10- X: ClC6H4NH2 Bài 14: 0,454 = 1,25.104.1 = 3,63.10-5 (mol/L) 3,63.10-5 (mol/L).0,25(L) x 100ml = 9,08.10-4 mol 1( ml ) Độ hấp thụ quang A dung dịch anilin 2.10 -4 M nước đo bước sóng λ= 280 nm 0,252 Chiều dài ánh sáng qua cuvet 1cm Tính độ truyền quang anilin 1,03.10-3 M đo độ dài bước sóng dùng cuvet 0,5cm Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức A = lg ε= I0 = ε C.l với dung dịch ta có: I 0,252 = 1,26.103 (l mol-1cm-1) −4 2.10 Áp dụng công thức A = lg I0 = ε C.l với dung dịch ta có: I A = 1,26.103 0,5.1,03.10-3 = 0.649 Mà: A = -lgT suy ra: lgT = -A = -0,649, T = 0,224 = 22,4% Vậy độ truyền quang T = 22,4% Bài 15: Độ hấp thụ quang A đo từ mẫu chuẩn mẫu nước thu từ ao nuôi cá chứa ion PO43- sau: Nồng độ mẫu chuẩn 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,480 0,930 1,370 1,830 2,281 (mg/L) Độ hấp thụ quang A 0,010 Độ hấp thụ quang A mẫu nước ao lần lặp lại là: 1,256; 1,245; 1,264 Tính nồng độ PO43- mẫu nước ao Hướng dẫn giải: Từ nồng độ mẫu chuẩn độ hấp thụ quang A Từ kết thiết lập phương trình hồi qui ta có: Y = 9,0543 X + 0,0184 (R2 = 0,9999) Từ kết lần phân tích lặp lại ta có A = y = 1,255 Từ ta có x = y − 0,0184 1,255 − 0,0184 = = 0,137 mg/L Vậy nồng độ PO43- mẫu 9,0543 9,0543 nước ao 0,137 mg/L Bài 16: Để xác định số phân ly Methyl da cam (kí hiệu HIn), người ta đo độ hấp thụ quang A dung dịch nồng độ Methyl da cam pH khác nhau: - Dung dịch HCl 0,1M; A1 = 0,475 - Dung dịch NaOH 0,1 M; A2 = 0,130 - Dung dịch có pH = 4,34; A3 = 0,175 Cho biết đo bước sóng λ = 510 nm chiều dài ánh sáng qua cuvet 1cm Tính số phân ly K Metyl da cam? Hướng dẫn giải: Độ hấp thụ quang dung dịch 3: − A3 = ε ln [ In ]l + ε H ln [ HIn]l (8.1) - Với [In- ] = x; [HIn] = y ta có: x + y = CHIn = C (8.2) ε In − = A2 tồn chất thị dạng In- (8.3) C.l ε HIn − = A1 tồn chất thị dạng HIn (8.4) C.l Thay (8.3) (8.4) vào (8.1) ta được: A3 = A2 Qui ước: x y + A1 (8.5) C C x y = α; = (1−α) ⇒ 0,175 = 0,130α + 0,475 (1-α) ⇒ α = 0,869 C C Hằng số phân ly HIn: HIn ⇔ H + + InK= ; Ka α [ H + ][ In − ] In − ⇒ pK = pH lg = pH- lg − 1−α HIn HIn = 4,34 - lg 0,869 = 7,34 - 0,82 = 3,52 − 0,689 ⇒ K = 3,02.10-4 Vậy số phân ly methyl da cam K = 3,02.10-4 Bài 17: Một phần dung dịch chuẩn sắt (III) tích 5,00 ml chứa 47,0 mg sắt 1l xử lý hiđro quinolin O-phenantrolin dung dịch nhận phức sắt (II) với O-phenantrolin pha loãng đến 100ml Người ta đo mật độ quang dung dịch cuvet với bề dày 1cm người ta tìm thấy 0,467 nm 510 nm Hãy tính độ truyền quang hệ số hấp thụ mol dung dịch Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: A = -lgT suy ra: lgT = -A = -0,467, T = 0,3412 = 34,12 % Vậy độ truyền quang T = 34,12% Áp dụng công thức A = lg A I0 = ε C.l ⇒ ε = ta có: lC I 56 ε = 266.10 −5 = 11,1 (l mol-1cm-1) 5: Bài 18: Độ hấp thụ quang dung dịch phức FeSCN2+ 1,04.10-4 M ( λ = 580 nm, l = 1cm) tính: Độ truyền quang T% dung dịch Hệ số hấp thụ mol phức bước song 580nm Bề dày cuvet để dung dịch phức FeSCN 2+ 4,16.10-5M có độ hấp thụ nhưu Tính khoảng nồng độ Fe(III) để phức tạo hành có độ hấp thụ quang khoảng: a A1 = 0,2 - 0,8 b A2 = – Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức: A = -lgT suy ra: lgT = -A = -0,726, T = 0,1879 = Vậy độ truyền quang T = 18,79 % Áp dụng công thức A = lg A 0,726 A I0 = 6980,77 = ε C.l ⇒ ε = ta có ε = = lC 1.1,04.10 − lC I (l mol-1cm-1) Áp dụng công thức A = lg A 0,726 I0 = = ε C.l ⇒ l = = 2,5 (cm) εC 6980,77.4,16.10 −5 I a Áp dụng công thức A = lg A 0,2 I0 = ε C.l ⇒ C = = = 2,87.10-5 (M) εl 6980,77.1 I C= A 0,8 = = 1,15.10-4 (M) εl 6980,77.1 Vậy nồng độ Fe(III) khoảng 2,87.10 -5 - 1,15.10-4 phức tạo hành có độ hấp thụ quang khoảng A1 = 0,2 - 0,8 b Áp dụng công thức A = lg A I0 = ε C.l ⇒ C = = = (M) εl 6980,77.1 I C= A = = 2,87.10-4 (M) εl 6980,77.1 Vậy nồng độ Fe(III) khoảng – 2,87.10-4 phức tạo hành có độ hấp thụ quang khoảng A1 = – Bài 19: Độ hấp thụ dung dịch chuẩn chứa 50ppm, NO 3- đo λ = 220nm (l=1cm) A = 0,570 Hãy tính nồng độ NO3- (ppm) mẫu nước biển biết độ hấp thụ dung dịch đo điều kiện A = 0,540 Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức A = lg I0 = ε C.l ta có: I A1 = ε C1 l (1) A2 = ε C2 l (2) Vì điều kiện nên lấy (1)/(2) ta có: A1 C1 0,570 50 = ⇔ = ⇒ C = 47,37 (ppm) A2 C 0,540 C Bài 20: Nồng độ Fe3+ Cu2+ hỗn hợp xác định thuốc thử hexacyanoruthenate(II), Ru(CN)64- theo phương pháp phổ UV-Vis Ru(CN) 64- tạo phức với Fe3+ màu xanh tím ( λmax = 550 nm), Ru(CN)64- tạo phức với Cu2+ màu xanh nhạt ( λmax = 396 nm) Độ hấp thụ quang số hấp thụ mol phức Fe Cu với thuốc thử sau: ε 550 ε 396 Phức Fe 9970 84 Phức Cu 34 856 Ahh 0,183 0,109 Tính nồng độ CM ion hỗn hợp Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật cộng tính ta có: Ở 550nm Ahh = ACu 2+ + AFe3+ ⇔ 0,813 = 34.CCu 2+ + 9970.C Fe3+ (1) Ở 396nm Ahh = ACu 2+ + AFe3+ ⇔ 0,109 = 856.C Cu + + 84C Fe3+ (2) −4 Giải hệ phương trình (1) (2) ta được: CCu + = 1,26.10 Bài 21: Độ hấp thụ A dung dịch X Y nguyên chất hỗn hợp X+Y với cuvet có bề dạy 1,00cm hai bước song 400nm 565nm có giá trị bảng dây: Chất Nồng độ A (tại 400nm) A (tại 565nm) X 1,50.10-4M 0,942 0,201 Y 3,00.10-4M 0,226 1,162 X+Y (Cx+Cy) 0,680 0,858 Tính nồng độ X Y hỗn hợp Hướng dẫn giải: Áp dụng công thức A = lg I0 = ε C.l ta có: I • Đối với chất X: Tại 400nm A = ε X400 l.C ⇔ 0,942 = ε X400 1.1,5.10 −4 ⇒ ε X400 = 6280 (l mol-1cm-1) Tại 565nm A = ε X565 l.C ⇔ 0,201 = ε X565 1.1,5.10 −4 ⇒ ε X565 = 1340 (l mol-1cm-1) • Đối với chất Y: Tại 400nm A = ε Y400 l.C ⇔ 0,226 = ε Y400 1.3.10 −4 ⇒ ε Y400 = 753,3 (l mol-1cm-1) Tại 565nm A = ε Y565 l.C ⇔ 1,162 = ε Y565 1.3.10 −4 ⇒ ε Y565 = 3873,3 (l mol-1cm-1) Theo định luật cộng tính: Ahh = AX + AY Tại 400nm Ahh = AX + AY = ε X400 l.C X + ε Y400 l.CY ⇔ 0,680 = 6280.1.C X + 753,3.1.CY (1) Tại 565nm Ahh = AX + AY = ε X565 l.C X + ε Y565 l.CY ⇔ 0,858 = 1340.1.C X + 3873,3.1.CY (2) Giải hệ phương trình (1),(2) ta CX = 8,53.10-5M CY = 1,92.10-4M Bài 22: Tính nồng độ dung dịch mẫu chứa Fe3+ theo cách tiến hành sau: Lấy 20,00ml dung dịch mẫu có chứa Fe3+ cho tạo phức với thuốc thử axit sunfosalixilic pha loãng thành 50,00ml dung dịch đo Đo độ hấp thụ quang ( λmax = 425nm, l = 1cm) giá trị A1=0,225 Lấy 20,00ml dung dịch mẫu có chứa Fe3+ khác thêm vào 4,00 ml dung dịch Fe3+ chuẩn 10 mg/L, cho tạo phức với thuốc thử axit sunfosalixilic pha loãng thành 50,00ml dung dịch đo Đo độ hấp thụ quang ( λmax = 425nm, l = 1cm) giá trị A2=0,358 Hướng dẫn giải: Gọi x nồng độ mẫu chứa Fe3+ Lần 1: A = ε l.C ⇔ 0,225 = ε l.x (1) Lần 2: A = ε l.C ⇔ 0,358 = ε l.C (2) Dung dịch phân tích: C1V1 = C 2V2 ⇔ 20 x = C2 (20 + 4) ⇒ C = 20 x 24 10.10 −3.4 Dung dịch thêm chuẩn: C1V1 = C2V2 ⇔ 10.10 = C2 ( 20 + 4) ⇒ C2 = 24 −3 ∑C Cu + 20 x 10.10 −3.4 = + 24 24 20 x 10.10 −3.4 Thay vào (2) ta có: 0,358 = ε l.( + ) (3) 24 24 0,225 x = ⇒ x = 2.2.10 −3 −3 Lấy (1)/(3) ta được: 0,358 20 x 10.10 (g/l) + 24 24 Bài 23: Để định lượng Pb thực phẩm, tiến hành cân 5,00g mẫu, hoàn tan hoàn toàn thành dung dịch, sau thêm thuốc thử dithizone, dạng phức Pb(II)-dithizonat chiết CHCl3, dung dịch sau chiết định mức thành 25ml Tính hàm lượng Pb mẫu thực phẩm dung dịch chuẩn chuẩn bị tương tự mẫu, chứa 10 µg Pb2+ thể tích dung dịch đem đo 20ml Độ hấp thụ quang 545nm, l = 1cm dung dịch chuẩn dung dịch mẫu 0,32 0,225 Hướng dẫn giải: Gọi x nồng độ mẫu chứa Pb2+ Lần 1: A = ε l.C ⇔ 0,225 = ε l.x (1) Lần 2: A = ε l.C ⇔ 0,32 = ε l.C (2) Dung dịch phân tích: C1V1 = C2V2 ⇔ 25 x = C2 (25 + 20) ⇒ C2 = 25 x 45 Dung dịch thêm chuẩn: C1V1 = C 2V ⇔ 10.20 = C (25 + 20) ⇒ C = ∑C Cu 2+ = 30 45 25 x 30 + 45 45 Thay vào (2) ta có: 0,32 = ε l.( 25 x 30 + ) (3) 45 45 0,225 x = ⇒ x = 0,77 µg 25 x 30 Lấy (1)/(3) ta được: 0,32 /l + 45 45 Bài 24: Giả thiết rằng: Cần phải xác định phương pháp phổ trắc quang số phân li axit chất thị axit – bazơ Người tiến hành loạt phép đo nồng độ chung chất thị 0,000500M Ngoài ra, tất phép đo phổ trắc quang tiến hành cuvet có dày 1cm bước sóng Ngồi chất thị người ta đưa vào hệ cáu tử mà danh sách dẫn dạng bảng kết quả: Số dung dịch Cấu tử khác Mật độ quang HCl 0,100M 0,085 Độn với pH=5 0,351 NaOH 0,100M 0,788 Tuy nhiên thực tế không cấu tử tất cấu tử có khả hấp thụ Hãy tính số phân li chất thị, Hướng dẫn giải: Dung dịch (2): A2 = ε A− [ A].l + ε HA [ HA].l (1) Đặt [A-] = x, [HA] = y ta có: x + y = CHA = C (2) ε A− = A3 tồn thị dạng A- (3) l.C ε HA = A1 tồn thị dạng HA (4) l.C Thay (2), (3) (4) vào (1) ta được: A3 x A3 y A1 A x.l + y.l = + lC lC C C A2 = Đặt x y = α , = − α ⇒ 0,351 = 0,788α + 0,085(1 − α ) ⇒ α = 0,378 C C HA ⇔ H + + A- K= ; Ka [ H + ][ A− ] A− α ⇒ pK = pH − lg = pH − lg [ HA] HA 1−α = − lg 0,378 = 5,22 − 0,378 ⇒ K = 6,03.10−6 Bài 25: Các số phân li chất thị axit-bazơ đánh giá phương pháp phổ trắc quang Hằng số phân li axit metyl đỏ xác định sau Một lượng biết chất thị thêm vào dung dịch đệm với pH khác người ta đo mật độ quang dung dịch 531 nm có dang axit chất thị hấp thụ xạ Các kết thực nhận sau: pH dd đệm Mật độ quang pH dd đệm Mật độ quang 2,30 1,375 5,70 0,279 3,00 1,364 6,30 0,081 4,00 1,274 7,00 0,017 4,40 1,148 8,00 0,002 5,00 0,766 Hãy tính số phân li axit chất thị metyl đỏ Hướng dẫn giải: Nồng độ dd Mật độ quang đệm Nồng độ dd Mật độ quang đệm 5,01.10-3 1,375 1,99.10-6 0,279 10-3 1,364 5,02.10-7 0,081 10-4 1,274 10-7 0,017 3,98.10-5 1,148 10-8 0,002 10-5 0,766 Từ phương trình hồi quy tuyến tính ta có: y=188x + 0,57 ⇒ Cx = 0,57 = 3,03.10 −3 M 188,02 HA ⇔ H + + A- K= ; Ka [ H + ][ A − ] 3,03.10 −3.3,03.10 −3 = = 9,21.10 −6 −3 [ HA] − 3,03.10 TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TRONG NƯỚC [1] Trần Tứ Hiếu - Từ Vọng Nghi - Nguyễn Văn Ri - Nguyễn Xn Trung, Các phương pháp phân tích cơng cụ, ĐHKHTN Hà Nội [2] Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích đại - Tập 2, NXBĐHSP 2006 [3] Hồ Viết Q, Phân tích lý hố, NXBGD [4] PGS.TS.Nguyễn Đình Luyện – TS.Ngơ Văn Tứ, Giáo trình phương pháp phân tích lý hóa, NXB ĐẠI HỌC HUẾ,2011 [5] Trần Tứ Hiếu, Phân tích trắc quang [6] Hồ Viết Quý - Nguyễn Tinh Dung, Phương pháp phân tích lý hoá, ĐHSP Hà Nội [7] Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích quang học hố học,ĐHSP - ĐHQG Hồ Chí Minh [8] Lê Thi Vinh - Nguyễn Tinh Dung, Một số phương pháp phân tích hóa lý, ĐHSP Hồ Chí Minh 1995 II TÀI LIỆU WEBSITE [9] https://123doc.org/document/2417044-pho-ha-p-thu-phan-tu-uv-vis.htm [10] https://baigiang.violet.vn/present/show/entry_id/6719993 [11] https://tailieu.vn/doc/cau-hoi-on-tap-phan-tich-bang-cong-cu-1352657.html ... 50 A MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Phân tích quang phổ hố học phương pháp phân tích cơng cụ phổ biến quan trọng để xác định định tính định lượng nguyên tố, hợp chất nhiều đối tượng phân tích khác Hiện... hiểu biết để hạn chế sai số phân tích nghiên cứu phương pháp trắc quang Đối tượng khách thể nguyên cứu: Cơ sở lý thuyết, hệ thống tậpphương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS) 4 Phạm vi nghiên... độ lặp lại cao Nhóm phương pháp phân tích quang học dựa tính chất quang học chất phân tích chia thành phương pháp khác Trong số phương pháp phương pháp hấp thụ phân tử UV-Vis sử dụng nhiều Bằng