Quang phổ kế là thiết bị dùng để đo mật độ quang và độ truyền quang hoạt động ở vùng tử ngoại-khả kiến (UV-Vis). Máy đo cường độ tia sáng sau khi đi qua mẫu (I1) và so sánh với cường độ ánh sáng tới (Io), từ đó tính ra mật độ quang. Trong quang phổ kế hai chùm tia ánh sáng được chia làm hai tia bằng gương quay trước khi đến mẫu. Một tia được dùng làm so sánh, tia còn lại đi qua mẫu. Quang phổ kế hai chùm tia có thể có hai hay một đầu dò [2].
Hình 2.13: Cấu tạo của quang phổ kế UV-Vis
1. Nguồn sáng 5. Cuvet mẫu
2. Bộ phận đơn sắc. 6. Dung dịch so sánh 3. Bán gương 7, 8. Tế bào quang điện
4. Gương 9. Xử lý tín hiệu.
Mẫu dung dịch nano platin được chứa trong cuvet (cuvette) có dạng hình hộp chữ nhật hoàn toàn trong suốt , có bề dày 1 cm. Phổ được ghi nhận đã được trừ nền (nền là dung dịch không có hoạt chất). Máy phân tích quang phổ UV-Vis tuân theo định luật Lambert–Beer.
Định luật Lambert–Beer
Khi chiếu một chùm tia sáng đơn sắc đi qua một môi trường vật chất thì cường độ của tia sáng ban đầu (Io) sẽ bị giảm đi chỉ còn là I [2].
Tỉ số 100%
o I T
I
được gọi là độ truyền qua. Tỉ số A=( Io-I)100%/I được
gọi là độ hấp thụ. Io = IR + IA + I
Hình 2.14: Sơ đồ mô tả sự hấp thụ ánh sáng của một dung dịch Trong đó:
Io: Cường độ ban đầu của nguồn sáng.
IA: Cường độ ánh sáng bị hấp thu bởi dung dịch I: Cường độ ánh sáng sau khi qua dung dịch.
IR: Cường độ ánh sáng phản xạ bởi thành cuvette và dung dịch, giá trị này được loại bỏ bằng cách lặp lại 2 lần đo.
Giữa IA, I, độ dày truyền ánh sáng (l) và nồng độ (C) liên hệ qua quy luật Lambert – Beer là định luật hợp nhất của Bouguer:
Lambert (1766): 𝑙𝑜𝑔𝐼𝑜 𝐼 = 𝐾𝑙 Beer (1852): 𝑙𝑜𝑔𝐼𝑜
𝐼 = 𝐾𝑐
Độ truyền quang (T) hay độ hấp thụ (A) phụ thuộc vào bản chất của vật chất, độ dày truyền ánh sáng và nồng độ C của dung dịch. Có thể viết:
Định luật Lambert – Beer:
𝐴 = log (𝐼𝑜 𝐼)𝜆 = 𝜀𝜆𝐶𝑙 Trong đó: ε là hệ số hấp thu phân tử C nồng độ dung dịch (mol/L), l độ dày truyềnánh sáng (cm),
A là độ hấp thụ quang. (Lưu ý phương trình trên chỉ đúng đối với tia sáng đơn sắc)
Trong phân tích định lượng bằng phương pháp trắc quang người ta chọn một bước sóng λ nhất định, chiều dày cuvet nhất định và lập phương trình phụ thuộc của độ hấp thụ quang A vào nồng độ C.