slide 1 bộ công thương trường cao đẳng công nghiệp thực phẩm tp hcm lớp 08cdsh tiểu luận phương pháp trắc quang gvhd hoàng xuân thế nhóm thực hiện nhóm 3 uv vis spectral region violet 400 420 nm indi

• Các electron của phân tử được phân bố trên các MO theo: nguyên lí Pauli (Mỗi MO chỉ chứa tối đa 2electron), nguyên lí vững bền (Ở trạng thái cơ bản , trong nguyên tử,các electron sẽ[r]

TIỂU LUẬN:

PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG GVHD: HOÀNG XUÂN THẾ

NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 3

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

UV /Vis spectral region

Violet: 400 - 420 nm

Indigo: 420 - 440 nm

Blue: 440 - 490 nm

Green: 490 - 570 nm

Yellow: 570 - 585 nm

Orange: 585 - 620 nm

Đại cương về bức xạ điện từ và phổ:

Bức xạ điện từ và phổ

• Định nghĩa: Bức xạ điện từ là một dạng năng lượng có tính sóng và hạt

• Đặc điểm: Bức xạ điện được đặc trưng bằng bước sóng, độ lớn bước sóng của bức xạ thường nằm

trong vùng 109 nm đến hàng ngàn km Khi chuyển

• Nguyên nhân tạo ra bức xạ điện từ: Bức xạ điện từ thường được tạo ra bởi sự tương tác của một nguồn năng lượng nào đó với vật chất chẳng

hạn như cơ năng, nhiệt năng, điện năng…Ngoài ra, sự giải phóng năng lượng của vật chất ở

Sự phân chia phổ bức xạ điện từ :

có 2 cách

STT Tên bức xạ Vùng Giải thích

1 Tia  Sóng siêu ngắn

2 Gama ray Nhỏ hơn 1A Phổ Gama

3 X-ray 1÷10A Phổ tia X ronghen 4 Sorft X-Ray 10÷100A Phổ tia X ronghen 5 Vacuum UV 100A÷200nm Phổ tử ngoại chân

không

6 UV 200÷400nm Phổ tử ngoại 7 VIS 400÷800nm Phổ khả kiến

9 IR 0.8÷2.5μm Phổ hồng ngoại

10 Far IR 2.5÷400μm Phổ hồng ngoại xa 11 Micro Wave 0.04÷25cm Phổ vi sóng

12 Short wave 0.025÷1m Phổ sóng ngắn

13 UV&FM 1÷10m Phổ sóng TV và UF 14 Radio wave 10÷2500m Phổ sóng radio

15 Long wave >2500m Phổ sóng dài

• Nhận xét: theo cách phân loại này thì tính tuần tự dài theo độ sóng, năng

lượng sẽ giảm dần, bước sóng tăng dần Nhược điểm của cách phân chia này không rõ ràng giữa các vùng

Cách2: Theo bản chất của mỗi loại phổ:

Phổ nguyên tử gồm 2 loại:

• Của điện tử hóa trị tự do khi chuyển mức năng lượng Thuộc dạng này có phổ phát xạ nguyên tử, phổ hấp thu nguyên tử, phổ huỳnh quang nguyên tử

• Phổ phân tử :các phổ phân tử này là do

sự chuyển mức năng lượng của các điện tử hóa trị ở trạng thái liên kết và cặp điện tử hóa trị tự do của các nhóm phân tử,

hoặc các gốc tự do có trong phân tử quyết định Thuộc loại này gồm có phổ hấp thụ UV, phổ hấp thụ vùng VIS, phổ hồng

• Phổ khối lượng: Được sinh ra và quyết

định bởi khối lượng của các nguyên tố và đồng vị hoặc do khối lượng các mảnh,

các nhom 1phân tử chất hấp thụ tạo nên.

• Phổ cộng hưởng từ: Do điện tử trong

THUYẾT VÂN ĐẠO PHÂN TỬ MO (MOLECULAR ORBITAL)

Những luận điểm cơ bản của thuyết MO:

• Nếu trong nguyên tử mối electron được miêu tả bằng một hàm sóng ψ Orbital nguyên tử thì trong phân tử mối electron được miêu tả bằng một hàm sóng ψ Orbital phân tử (MO) Xác xuất tìm thấy electron trong một thể tích dv của phân tử cũng là

ψ2dv tương tự nguyên tử

• Các electron của phân tử được phân bố trên các MO theo: nguyên lí Pauli (Mỗi MO chỉ chứa tối đa 2electron), nguyên lí vững bền (Ở trạng thái cơ bản , trong nguyên tử,các electron sẽ chóan những mức năng lượng thấp trước rồi đến trạng thái năng lượng có mức cao hơn tiếp theo), qui tắc Hund (Trong một phân lớp, các electron được sắp xếp sao cho tổng số các spin là cực đại)

• Từ các AO của các nguyên tử tham gia tạo thành liên kết, suy ra MO của các phân tử mới tạo

• Yêu cầu các AO tham gia tổ hợp liên kết:

-Có năng lương gần bằng nhau. -Có mức xen phủ đáng kể.

Tổ hợp tuyến tính 2 Orbital

• Giả sử một phân tử tạo thành 2 nguyên tử A và B, mỗi nguyên tử có một AO tham gia liên kết ψa , ψb thì MO phân tử tạo thành có hàm sóng ψ= ca ψa ± cb ψb

• ca, cb: Hệ số đánh giá sự đóng góp các AO vào sự tạo thành MO

• Tổ hơp tuyến tính trừ các AO tạo ra cho MO có năng lượng lớn hơn AO xuất phát (MO phản liên kết_MO*):

ψ-=ca ψa - cb ψb

Độ bội= bậc liên kết= (số e trên MO liên kết-số e trên MO phản liên kết)/2

• Bậc liên kết càng lớn liên kết càng bền 

độ dài liên kết càng ngắn

Sự chuyển mức năng lượng electron với hấp thụ bức xạ

UV_VIS:

• Các bức xạ UV_vis có năng lượng khá lớn nên có khả

năng làm thay đối mức năng lượng của các electron từ

trạng thái cơ bản kích

thích

• Các electron б trong liên kết đơn C-C, C-H

• Các electron π trong liên kết bội, hệ thống thơm

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Các phân tử,ở điều kiện bình thường,

chúng tồn tại ở trạng thái cơ bản,trạng thái này có năng lượng thấp và bền vững.

Khi coù moät chuøm saùng (chuøm proton) kích

thích với tần số thích hợp,thì các điện tử hóa trị(điện tử liên kết) trong phân tử sẽ hấp thu năng lượng của chùm sáng và

Theo cơ học năng lượng tử,ở

trạng thái cơ bản của phân tử,các điện tử liên kết được sắp đầy vào các orbital liên kết có mức năng lượng thấp.Khi kích thích chúng

Lúc này phân tử đã bị kích

thích.Hiệu số giữa hai mức năng

lượng cơ bản và kích thích chính là năng lượng mà phân tử đã

hấp thu để chuyển từ mức năng lượng cơ bản Năng lượng bị phân tử hấp

thu chính là năng lượng của nguồn sáng Quá trình này được biểu thị theo hệ thức sau:

Trong quá trình kích thích , cùng với sự

chuyển mức năng lượng của các electron liên kết , còn kèm theo sự quay va dao động của nguyên tử trong phân tử dưới tác dụng của nguồn sáng.

Tổng năng lượng mà phân tử nhận được khi bị kích thích bao gồm ba thành phần:

Ets= E(e)+ E(d)+ E(q)∆ ∆ ∆

E(e)> E(d)> E(q)Vì theá maø phoå UV-VIS ∆ ∆ ∆

• Như vậy,phổ hấp thu phân tử UV-VIS là phổ được hình thành do sự tương tác của các điện tử hóa trị ở trong phân tử hay nhóm phân tử với chùm nguồn sáng kích thích (chùm tia bức xạ trong vùng UV-VIS)tạo ra.

CƠ SỞ ĐỊNH TÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁP

• Định tính của phương pháp này là dựa vào bước sóng hấp thụ.

• Để định tính người ta quét sóng,

thường là người ta đo độ hấp thu của dung dịch ở các bước sóng khác

nhau Đo từ λ nhỏ λ lớn.

CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA PHƯƠNG PHÁP:

• Khi ta chiếu 1 chùm sáng có cường độ ban đầu là I0 vào 1 cuvet chứa dung dịch mẫu có

độ dầy là L thì có 3 hiện tượng xảy ra :

• Phần chùm sáng đi qua cuvet có cường độ IT

• Phần phản xạ và tán xạ theo mọi phương có cường độ là Ir ; Ip

- Gọi A có độ hấp thu quang của

phân tử xác định trong dd chứa trong cuvet ở 1 bước sóng xác định thì:

Aλ=Lg100/T=2-LgT=LgIo/IT

- Nếu trong cuvet có nồng là C

(mol/l), trong 1 phạm vi nhất định

của C thì mối quan hệ của A va C ta có định luật Beer

Trong đó :

• b: là 1 hằng số ,0<b<=1 Nó có 1 hệ số gắn liền với nồng độ c của chất hấp thu

• Khi c nhỏ b=1,Khi c lớn thì b<1

• ε: là1hệ số hấp thu quang phân tử của chất hấp thu cuvet

• Đối với 1 chất phân tích trong 1 dung môi xác định và trong 1 cuvet cụ thể thì

• ε = const , L= const ,đặt k= ε.L thì ta có : Aλ=K.Cb

Phương trình làm cơ sở định lượng của phương

GIỚI HẠN PHÁT HIỆN VÀ GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG CỦA PHƯƠNG PHÁP

• Các mẫu đo UV-VIS là các dạng dung dịch Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ UV-VIS của mẫu Cụ thể:

• Các yếu tố thuộc về cấu trúc phân tử của chất tan:

Các yếu tố thuộc về môi trường: + Dung môi

+ Tương tác giữa các lưỡng cực (dipole-dipole)

+ Liên kết Hydro + Ảnh hưởng pH

• Các yếu tố thuộc về thiết bị: Định luật Lambert-Beer chỉ hòan tòan đúng với chùm tia đơn sắc.

• Ảnh hưởng của các hiện tượng quang học khác: phản xạ, khuếch tán,…đặc biệt là

hiện tượng tán xạ do dung dịch không

Điều kiện áp dụng định luật Beer:

• Thiết bị phải có khả năng tạo ra chùm tia đơn sắc nhất định Độ đơn sắc càng cao càng tốt.

• Chất thử phải bền trong dung dịch và bền dưới tác dụng của tia UV-VIS.

• Dung dịch phải nằm trong khoảng nồng độ thích hợp.

HẤP THỤ PHÂN TỬ

• Sự hấp thu bởi các phân tử chứa nhiều nguyên

tử, đặc biệt trong trạng thái đông tụ,là một quá trình phức tạp hơn vì số các trạng thái năng

lượng có thể tăng nhanh Có thể biểu diễn năng lượng chung của phân tử như sau:

E= Ee+Ev+Ej (2.17)

• Ee là năng lượng có liên quan đến các obitan

khác nhau của các electron ben ngoài của phân tử;

• Ev- năng lượng các dao động giữa các nguyên tử

của cả phân tử;

• Ej-năng lượng quay của các phân tử xung quanh

SỰ HẤP THU TRONG CÁC VÙNG VI

SÓNG VÀ VÙNG HỒNG NGỌAI(IR)

• Ở pt (2.17), năng lượng mỗi bậc số hạng giảm so với số hạng trước 2 bậc.

• Phổ hấp thụ quay thuần túy không có các sự chuyển electron và dao động có thể

nhận được dưới tác dụng của bức xạ vi sóng mà năng lượng của nó nhỏ hơn bức xạ hồng ngọai nghiên cứu quang phổ các

• Trong vùng hồng ngọai, quan sát được hấp thụ dao động Trong phổ, xuất hiện các pic hẹp

Trong khi hấp thụ một photon của năng lượng bức xạ thì biên độ dao động các nguyên tử

trong phân tử tăng Để xảy ra hấp thụ quá

trình dao động cần kèm theo sự thay đổi chung của lưỡng cực

• Số các trạng thái dao động của phân tử ở một mức độ đáng kể xác định bằng số các

• Phổ hồng ngọai, hấp thụ phân tử chất hữu cơ, các liên kết CHT kim lọai-

Ligan cũng nhạy với bức xạ hồng

ngọai sóng dài nghiên cứu phổ trắc

SỰ HẤP THỤ TRONG CÁC VÙNG KHẢ KIẾN & TỬ NGOẠI

• Ee phải lớn hơn Ev,Ejđể chuyển các electron bên

ngòai phải đòi hỏi có năng lượng bức xạ vùng khả kiến & tử ngọai

• Khác với phở hấp thu nguyên tử các phổ hấp

thu phân tử gồm một khỏang rộng các λ

• Mỗi một trạng thaí electron tương ứng với nhiều trạng thaí năng lượng dao động&quay phổ

SỰ HẤP THỤ TRONG TỪ TRƯỜNG

• Khi có sự tác động lên các electron, hay các hạt nhân của nguyên tố bằng một từ

trường mạnhxuất hiện các mức lượng tử

bổ sung của năng lượng Các mức này liên quan đến các tính chất từ của các phần tử

• Khi hấp thụ bức xạ có λ dài hay tần số

thấpsự khác nhau trong năng lượng của

• Các hạt nhân, người ta dùng sóng radio từ 10-200MHz

• Các electron, người ta dùng sóng radio từ 1000-25000MHz

Nghiên cứu sự hấp thụ bởi các hạt

 Phức hình thành giữa thuốc hữu cơ với các ion

kim loại thường có màu , có độ nhạy rất cao và có hệ số hấp thu lớn thường khoảng έ

20.000÷100.000

 Nhiều hợp chất phức giữa thuốc thử hữu cơ với

các ion kim loại rất bền có hằng số b n từ ề

107÷1020 nên độ hấp thu quang A rất ổn định

trong một thời gian từ 10 phút÷24 giờ, nhờ vậy

mà có độ lặp lại độ hấp thu quang A giữa các lần đo liên tiếp nếu như máy quang phổ hoạt động

Stt Thuốc thử hữu cơ Nguyên tố xác định

1 Arsenazo III,I Th,ca,sr…

2 Dithizone Ag,bi,cd.pb.zn… 3 Eriocromcyanin R Al

4 Alizarin S Al,zn,th…

5 Diphenylcarbazide Cr,co,cu,ni,hg,zn… 6 Dimethyglyoxim Ni,Fe2+

7 1,10-phenantroline Fe2+,cu

8 Formandoxine Mn,Ni,Fe

9 8-Hydroxyquinoline Al,Cu,Fe,Bi,La… 10 PAN(1-(2-pyridylazo) Co,Pb,Fe.Zn

11 2-naphtol,4-(2- pyridylazo) Cd,Cu,Bi,Co,Mn,Zn

Danh sách một số thuốc thử hữu cơ thông dụng được sử dụng trong phép đo phổ hấp thu phân tử

Như vậy, với các chất hữu cơ ta có phổ UV-VIS ,thì chỉ cần hòa tan chúng vào một dung môi phù hợp tạo một dung dịch đồng nhất đo ở một bước sóng thích hợp thu được phổ (độ hấp thu quang của chúng).

Các dung môi hay được dùng là :H2O,C6H6,CHCl3,CCl4,MIBK

(Metylisobutylkentone),Pyridyn…

• Đ ềi u ki n t o ra h p ch t ph c:ệ ạ ợ ấ ứ

 Xảy ra nhanh, hoàn toàn theo một hướng có tính chất

định lượng

Tạo sản phẩm là hợp chất bền,ổn định,không thay đổi

thành phần trong một khoảng thời gian tối thiểu

Sản phẩm phải có hệ số hấp thu phân tử  >1000 và càng

lớn càng tốt

Không có phản ứng phụ xảy ra (phản ứng giữa ion xác

định với thuốc thư)ûph n ng cĩ tính ch n l c.ả ứ ọ ọ

Cực đại hấp thu của sản phẩm sinh ra từ phản ứng phải

1 LƯƠNG THÙY NGÂN 3008080050 2 TẠ DUY KIỆT 3008080031

3 PHẠM THỊ LIỄU 3008080116 4 TRẦN THỊ LUYÊN 3008080039 5 TRẦM HÙNG MẠNH 3008070036

6 NGUYỄN THỊ NGỌC NGÀ 3008080047 7 VÕ THỊ KIM NGÂN 3008080048