Quang phổ UV-Vis của phân tử xuất hiện là do các eletron trong phân tử chuyển dời từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác khi chúng hấp thụ năng lượng trong vùng nhìn thấy hay tử ngoại. Mỗi giá trị năng lượng chuyển mức đó có một tần số hay bước sóng xác định: h c h E
Quang phổ UV-Vis được ứng dụng để xác định cấu tạo phân tử, phân tích định tính, định lượng, nghiên cứu ảnh hưởng tương tác phân tử, động học và cơ chế của phản ứng hóa học...
Tùy theo cấu trúc vỏ điện tử mà mỗi nguyên tố có pic hấp thụ UV-Vis ở các bước sóng khác nhau. Nhờ những pic này trên phổ hấp thụ UV-Vis mà có thể xác định được thành phần hóa học của mẫu rắn tương ứng.
Đối với mẫu lỏng, phổ UV-Vis thường được sử dụng trong phân tích định lượng qua việc xác định mật độ quang của dung dịch. Nguyên tắc của phương pháp này trong nghiên cứu động học phản ứng là dựa trên định luật Lambert- Beer qua biểu thức:
C l I I A lg o (). . Trong đó, A: độ hấp thụ (Mật độ quang). Io: cường độ ánh sáng tới.
I: cường độ ánh sáng truyền qua. L: bề dày cuvét.
C: nồng độ dung dịch.
(2.5) (2.4)
59
(): hệ số hấp thụ mol. Hệ số này thay đổi theo và có giá trị đặc trưng cho từng chất. Khi và l không đổi thì A sẽ phụ thuộc tuyến tính vào C. Do đó đo mật độ quang A ta có thể biết được sự biến đổi của nồng độ chất trong quá trình phản ứng.
Hình 2.16 Sơ đồ nguyên tắc của máy quang phổ
trong đó:
1.- Nguồn sáng (gây chuyển mức năng lượng). 2.- Tụ quang (tập trung ánh sáng chiếu vào khe). 3.- Khe (hạn chế ánh sáng vào má).
4.- Thấu kính chuẩn trục (biến ánh sáng thành các tia song song). 5.- Lăng kính (làm tán sắc ánh sáng).
6.- Thấu kính hội tụ (làm hội tụ các tia sáng có cùng ).
Phổ hấp thụ UV-Vis đối với mẫu dung dịch, màng được ghi trên máy Agilent 8453 tại bộ môn Hóa Vô cơ- Đại cương, Viện Kỹ Thuật Hóa Học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Phổ hấp thụ UV-Vis đối với mẫu bột được ghi trên máy Jasco V-670 tại khoa Vật lý, trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
Dựa trên phổ hấp thụ tử ngoại, khả kiến nhận được, có thể xác định bước sóng của ánh sáng trong vùng hấp thụ và năng lượng vùng cấm Eg của sản phẩm hoặc so sánh một cách tương đối sự chuyển dịch phổ hấp thụ UV-Vis giữa các mẫu.