Thành phần màng hấp phụ trên bề mặt kim loại khi kim loại tiếp xúc với dung dịch nghiên cứu được xác định bằng phương pháp quang phổ hồng ngoại (IR). Phương pháp phổ IR dựa trên sự tương tác của các tia bức xạ điện từ miền hồng
ngoại (400÷4000cm-1) với các phân tử cần nghiên cứu. Quá trình tương tác đó có
thể dẫn đến sự hấp thụ năng lượng, có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc của các phân tử. Nếu đặt một điện từ trường có tần số ν thì phân tử đang ở trạng thái E có thể chuyển lên trạng thái kích thích E*, nếu điều kiện cộng hưởng Bohn thỏa mãn [5]:
ΔE = E* - E = hν (1.21) Trong đó: E là năng lượng ở trạng thái cơ bản; E* là năng lượng ở trạng thái kích thích (E*>E); ΔE là hiệu năng lượng; h là hằng số Planck; ν là tần số.
Phân tử sẽ hấp thụ một bức xạ có tần số ν khi nó bị kích thích E → E*. Ngược lại, khi từ E* → E phân tử sẽ phát ra bức xạ ν. Cho nguồn bức xạ hồng ngoại có tần số thay đổi, chúng ta sẽ phát hiện ra các dao động cộng hưởng ứng với các liên kết trong phân tử. Người ta chứng minh chỉ có hai loại dao động của phân tử thể hiện trên phổ IR là dao động hóa trị và dao động biến dạng. Loại dao động hóa trị chỉ thay đổi độ dài liên kết mà không thay đổi góc liên kết. Loại dao động biến dạng chỉ thay đổi góc liên kết mà không thay đổi độ dài liên kết. Phương trình cơ bản của sự hấp thụ bức xạ điện từ là phương trình Lambert-Beer:
A=lgIoI =ε.l.C (1.22) trong đó: A là mật độ quang; Io là cường độ bức xạ ban đầu; I là cường độ bức xạ còn lại truyền qua; ε là hệ số hấp thu; l là chiều dày lớp dung dịch; C là nồng độ chất.
Đường cong biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang vào chiều dài bước sóng kích thích gọi là phổ. Mỗi cực đại trong phổ IR đặc trưng cho một dao động của một liên kết trong phân tử. Phổ hồng ngoại cho phép nhận biết sự có mặt của các nhóm chức có trong phân tử hợp chất nghiên cứu, dựa vào cực đại hấp thụ đặc trưng của các nhóm chức đó. Do có độ nhạy cao, nên phổ IR được sử dụng rộng rãi trong phân tích cấu trúc phân tử [5].
52
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU