Hình 2.4. Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ UV-Vis hai chùm tia
Khi chiếu một chùm sáng có bước sóng phù hợp đi qua một chất mẫu, các phân tử sẽ hấp thụ một phần năng lượng ánh hấp thụ qua (A), một phần năng lượng của chùm bức xạ bị phản xạ (R) và một phần năng lượng của bức xạ truyền qua mẫu (T). Đo tỉ số cường độ ánh sáng truyền qua T và phản xạ R so với với cường độ chùm sáng tới ta có thể xác định được được độ hấp thụ A: A+T+R = 1.
Nguồn bức xạ thường được dùng là các đèn hơi Hidro, đèn Đơtri, đèn thủy ngân… Máy đơn sắc có thành phần chính là các cách tử nhiễu xạ hoặc lăng kính có tác dụng tạo ra các chùm đơn sắc thẳng, hẹp và song song. Máy phân tích sẽ đo tín hiệu cường độ ánh sáng truyền qua T, chuyển thông tin tín hiệu quang thành tín hiệu điện rồi xuất ra màn hình hiển thị.
Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch tuân theo định luật Bughe – Lambert – Beer. Chiếu một chùm tia đơn sắc có cường độ I0 qua dung dịch có bề dày d. Sau khi bị hấp thụ, cường độ chùm tia ló ra là I.
- Độ truyền qua: T I .
I0
- Độ hấp thụ: A log T log I 0 .
Độ hấp thụ A (hay mật độ quang A) của dung dịch tỉ lệ thuận với nồng độ C của dung dịch theo biểu thức: A = k.d.C.
Trong đó k là hệ số hấp thụ phụ thuộc vào cấu tạo của chất tan trong dung dịch, d là bề dày của dung dịch và C là nồng độ của dung dịch.
Trong trường hợp C tính bằng mol/l và d tính bằng centimet (cm) thì k . Do đó: A .d.C .
Hình 2.5. Mô phỏng nguyên lý máy đo phổ UV - Vis
Để sử dụng máy đo UV – Vis ta thực hiện các bước sau đây: + Chọn bước sóng phù hợp (thường từ 200 nm – 800 nm).
+ Đo mẫu chuẩn (blank) đó là dung môi nước cất. Cho nước cất vào cuvette. + Cho mẫu cần đo vào Cuvette khác và đưa vào máy đo.
+ Khi máy đo, kết quả của phổ hấp thụ UV – Vis của mẫu cần đo sẽ được vẽ thành đồ thị trên màn hình.
Phổ hấp thụ của các mẫu trong luận văn được đo trên thiết bị UV-Vis hai chùm tia Jasco V770 tại Khoa vật lý và Công nghệ - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên. Thiết bị này cho phép đo phổ từ 150 nm đến 2700 nm.
Hình 2.6. Máy đo phổ hấp thụ UV – Vis V750 của hãng Jasco (Nhật Bản) tại Khoa vật lý và Công nghệ - Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên