bài giảng phổ nguyên tử

PHỔ NGUYÊN TỬ (PP QUANG PHỔ HẤP THU VÀ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ) CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 9.1 Nguyên tắc 9.2 Phổ phát xạ nguyên tử 9.3 Phổ hấp thu nguyên tử 9.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến phổ nguyên tử CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ tắc 9.1 Nguyên Phun DDPT chứa chất khảo sát M trạng thá aerozon vào nguồn nhiệt độ cao: +H +Q A MX MA (d d) MA +Q (r) M0 (9597%) Mk M* ( -3 %) Mn+ (rất ít) NGUYÊN TẮC M* M* M* M*  h  hc Sau nguyên tử hóa M0 M M0 (QT phát xạ) M0 Cường độ phát xạ I =f[M*] PP QP phát xạ nguyên tử NGUYÊN TẮC M* M* M*  h Sau nguyên tử hóa M* (QT hấp thu) M0 M0 M0 M0 Đoä hấp thu A =f[M0] PP QP hấp thu nguyên tử CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 9.2 Phổ phát xạ nguyên tử – Sự tạo thành quang phổ – Các đặc trưng vạch quang phổ – Thiết bò phân tích quang phổ phát xạ – Ứng dụng SỰ TẠO THÀNH QUANG PHỔ Của nguyên tử đơn giản hydro: R R    (1) ni n* Số sóng R–hằng số Rydberg ; ni , n* số lượng tử điện Của tử trạng thái trạng thái kích thích Của nguyên tử /hạt mang điện nhiều điệ xạ 2 z R z R phaùt    (2) 2 (ni  ) (n*  ) z– điện tích hạt nhân; ∆– hệ số hiệu chỉnh trình tương tác hạt CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA VẠCH QUANG PHỔ NL cần thiết để kích Thế kích thích thích nguyên tử THẾ (eV) chuyển từ TT KÍCH sang TT kích thích THÍCH VÀ THẾ NL cần thiết để tách ION Thế ion hóa vài điện tử hóa HÓA (eV) trò tầng CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA VẠCH QUANG PHỔ Nguồn kích thích: Nguồn kích thích: hồ quang điện Tia lửa điện /ngọn lửa đèn khí THẾ KÍCH THÍCH Nguyên tử VÀ Ion trung hòa THẾ ION HÓA Phổ vạch Phổ hồ quang tia lửa điện CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA VẠCH QUANG PHỔ Độ chói sáng vạch phổ đặc tr cường độ xác đònh PT Lomakin CƯỜNG ĐỘ hay I = a lgI = VAØ b C lga+blgC a, b – số phụ thuộc ĐỘ vào điều kiện kích thích RỘNG TT vật lý mẫu ; C– CỦA nồng độ nguyên tố VẠCH khảo sát PHỔ Đặc trưng vạch quang phổ độ rộ vạch phổ, tỷ lệ với khe quang THIẾT BỊ PT QUANG PHỔ HẤP THU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG (NGUỒN NGUYÊN TỬ HÓA) Ngọn lửa Vùng Vùng Vùng Hình Ngọn lửa THIẾT BỊ PT QUANG PHỔ HẤP THU Lò graphite HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG (NGUỒN NGUYÊN TỬ DD mẫu đưa vào lò 5–100 µl HÓA) micropipet qua lỗ mở lò Sau sa mẫu, lò đốt nóng đến nhiệt độ kh 3000 0K THIẾT BỊ PT QUANG PHỔ HẤP THU Lò graphite HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG Nhiệt độ lò đươc điều khiển theo thời gian thiết bò điệ tử, thường bao gồm ba giai đoạn: 1)Sấy mẫu 2)Nhiệt phân cấu tử hữu 3)Bay nguyên tố xác đònh chuyển nguyên tử xác đònh TT nguyên tử hơ THIẾT BỊ PT QUANG PHỔ HẤP THU Kỹ thuật hydride hóa – Hấp thu nguội Để đònh lượng nguyên tố dễ bò thă HỆ As, Sn, Hg… phải dùng kỹ thuật hấp THỐNG nguội CHIẾU(không có lửa – flameless) SÁNG Cấu tử khảo sát nguyên tử hóa b (NGUỒN cách chuyển sang dạng dễ bay AsH NGUYÊN Hg0 sử dụng lượng đe TỬ cathode lõm để kích thích nguyên tố khả HÓA) BH4- + 3H2O + H+ Sn4+ + 8Ho  H3BO3 + 8Ho SnH4 + 4H+  BH4- + 3H2O + H+ Hg2+ + 2Ho   H3BO3 + 8Ho Hgo + 2H+ THIẾT BỊ PT QUANG PHỔ HẤP THU HỆ THỐNG TÁN SẮC THIẾT BỊ PT QUANG PHỔ HẤP THU NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG ỨNG DỤNG PHỔ HẤP THU NT Được sử dụng để xác đònh 70 nguyên tố ( Zn, Cu, Pb, Fe, Ni, Hg, Cd, Au…) nhiều đối tượng phân tích khác (hợp kim, kim loại, khoáng vật, sản phẩm sinh học…) với hàm lư bé PP có nhiều ưu điểm: điều kiện kích thích phổ tương đối dễ dàng, độ chọn lọc cao số vạc cộng hưởng không lớn Giới hạn phát c nhiều nguyên tố cao (khoảng 10 – 5–10– % ) Tùy thuộc điều kiện tiến hành, sai số phân khoảng – 10% ỨNG DỤNG PHỔ HẤP THU NT Đònh tính cách sử dụng đèn cathode lõ Đònh lượng cách sử dụng đònh luật Lamb – Beer (so sánh, đường chuẩn, thêm chuẩn mẫu… ) CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 9.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến PP phổ nguyên tử – Ảnh hưởng – Ảnh hưởng kết – Ảnh hưởng – Ảnh hưởng – Ảnh hưởng thu dung môi dạng anion liên ion hóa cộng hưởng tượng tự hấp ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI Dung môi thường dùng PP hấp th nguyên tử Methyl Isobuthyl Ketone (MIBK) cho phép tăng tín hiệu từ đế lần so với nước ANH HƯỞNG CỦA DẠNG ANION LIÊN KẾT Các acid dùng hòa tan mẫu tạo nên nhữ dạng liên kết tương ứng với cấu tử khảo sa gây ảnh hưởng đến độ hấp thu A HClO4 Giảm ảnh hưởng c HNO tạo phức bền với thể HCl cation khảo sát (thường H SO dùng EDTA) H PO 4 HF Dạng acid Ví dụ, % hấp thu Pb(NO3)2, Pb3(PO4)2 PbC 15,0; 19,9 12,8 %, thêm EDTA vào để chuyển thành PbY2- có độ hấp thu chung ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ ION HÓA Để hạn chế trình ion hóa nguyên tử, ngườ hường đưa vào DD phân tích chất dễ on hóa để chất bò ion hóa trước VD đo độ hấp thu Ca, dùng hỗn hơ C2H2 N2O nguyên tử hóa mẫu tốt ho hợp khí đốt C2H2 không khí, Ca lại bò ion hóa Để tránh tượng người ta thường the vào mẫu lượng K để K bò ion hóa trước Ngọn lửa bão hòa electron giúp giảm hiệ tượng ion hóa Ca ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ CỘNG HƯỞNG hững nguyên tố phát xạ có λ hau Ca, Na gây ảnh hưởng lên hắc phục ảnh hưởng cách thêm ung dòch chuẩn lượng cấu tử gây ảnh hươ hư tương tự mẫu ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯNG TỰ HẤP THU hi DD đo có nồng độ cao, xạ phát M* trạng thái bò hấp thu bở hững nguyên tử M0 , kết cường độ pha y hấp thu bò giảm I Do đó, cần thiết phải khảo sát khoảng nồng độ thích hợp để quan hệ A = f(C) hay I = f(C) tuyến tính C Hiện tượng tự hấp thu MỘT SỐ PP QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ AAS - Atomic Absorption Spectrometric Method (phương pháp hấp thu nguyên tử ) FAA - Flame Atomic Absorption (hấp thu nguyên tử lửa) GFAA – Graphite Flame Atomic Absorption (hấp thu nguyên tử lửa lò graphite ) AES – Atomic Emission Spectrometry (quang phổ phát xạ nguyên tử ) ICP – AES ( tạm dòch : phương pháp quang phổ phát xạ plasma ; ICP – Inductively Coupled Plasma ) ...CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 9.1 Nguyên tắc 9.2 Phổ phát xạ nguyên tử 9.3 Phổ hấp thu nguyên tử 9.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến phổ nguyên tử CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ tắc 9.1 Nguyên. .. =f[M0] PP QP hấp thu nguyên tử CHƯƠNG PHỔ HẤP THU & PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 9.2 Phổ phát xạ nguyên tử – Sự tạo thành quang phổ – Các đặc trưng vạch quang phổ – Thiết bò phân tích quang phổ phát xạ – Ứng... %) Mn+ (rất ít) NGUYÊN TẮC M* M* M* M*  h  hc Sau nguyên tử hóa M0 M M0 (QT phát xạ) M0 Cường độ phát xạ I =f[M*] PP QP phát xạ nguyên tử NGUYÊN TẮC M* M* M*  h Sau nguyên tử hóa M* (QT