L ỜI CẢM ƠN
2.3.1. Phương pháp phân tích trắc quang
2.3.1.1. Cơ sở của phương pháp phân tích trắc quang
Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phân tích quang học dựa trên sựtương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hồng ngoại.
Phổ UV-VIS là phổ electron, ứng với mỗi electron chuyển mức năng lượng ta sẽ
thu được vân phổ. Phương pháp trắc quang xác định nồng độ các chất thông qua độ hấp
phụ ánh sáng của dung dịch. Sự hấp phụánh sáng tuân theo định luật Bouguer-Lambert- Beer:
𝐼𝐼 =𝐼𝐼𝑜𝑜. 10−𝜀𝜀𝜀𝜀𝜀𝜀
Trong đó:
I là cường độ dòng sáng sau khi chiếu qua dung dịch
Io là cường độdòng sáng ban đầu
ε là hệ số hấp phụ phân tử gam (cm2/mol), là đại lượng xác định, phụ thuộc vào
bản chất của chất hấp thụ, vào bước sóng λ của bức xạđơn sắc và vào nhiệt độ
l là chiều dày lớp dung dịch hay chiều dài cuvet (cm)
C là nồng độ dung dịch (mol/l)
Khi đo UV – VIS, ta thu được giá trị mật độ quang A
𝐴𝐴 =𝑙𝑙𝑙𝑙𝐼𝐼𝐼𝐼0 =𝜀𝜀𝑙𝑙𝐶𝐶
Giá trị A được xác định bằng máy trắc quang, sau đó đựa vào phương trình trên để
Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành đo trắc quang xác định nồng độ trên máy V- 630 UV-Vis Spectrophotometer tại phòng Phân tích trung tâm 1 của khoa Hóa học,
trường Đại học Sư phạm TP.HCM.
2.3.1.2. Phương pháp đường chuẩn trong phân tích trắc quang
Khi phân tích hàng loạt mẫu, để rút ngắn thời gian chuẩn bị và thời gian tính toán
kết quả, ta dùng phương pháp đường chuẩn.
Trước hết phải pha chế một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ chất chuẩn tăng dần.
Thêm lượng thuốc thử, điều chỉnh pH, dung môi, muối vào cả dãy dung dịch với lượng
như nhau. Đem đo độ hấp thụ quang của cả dãy dung dịch rồi lập đồ thị A = f(C) gọi là
đường chuẩn [3].
Hình 2.1. Dạng đường chuẩn trong phân tích trắc quang
2.3.2. Phương pháp phổ hồng ngoại
Phương pháp phổ hồng ngoại là một chuyên đề khá rộng trong các phương pháp
phổ ứng dụng trong hóa học. Trong luận văn này, chúng tôi chỉ trình bày một số nội dung của phương pháp phổ này nhằm phục vụ cho việc biện luận các kết quả thực
nghiệm ởchương sau.
ổ ồ ạ ột trong các kĩ thuậ ọ ộ
C Cx
Ax A
được (chất lỏng, dung dịch, bột nhão, bột khô, phim, sợi, khí và các bề mặt,…). Phổ kế
IR đã có từ những năm 1940-1950 và hiện nay phổ kế IR do gắn với máy tính nên đã
cải thiện đáng kể chất lượng phổ IR và giảm bớt thời gian đo mẫu.
Phổ IR là một kĩ thuật dựa vào sựdao động và quay của các nguyên tử trong phân tử. Nói chung, phổ IR nhận được bằng cách cho tia bức xạ IR đi qua mẫu và xác định phần tia tới bị hấp thụ với năng lượng xác định. Năng lượng tại pic bất kì trong phổ hấp
thụ xuất hiện tương ứng với tần sốdao động của một phần của phân tử mẫu [9].
2.3.2.1. Sự hấp phụ bức xạ IR
Khi phân tử hấp thụ các bức xạ IR, chúng bị kích thích và chuyển lên mức năng
lượng cao hơn. Sự hấp thụnày được lượng tử hóa: phân tử chỉ hấp thụ các tần số(năng
lượng) được lựa chọn của bức xạIR, do đó mỗi loại dao động trong phân tử hấp thụở
một tần sốxác định. Bức xạIR được chia thành 3 vùng: vùng IR xa (400-50 cm-1); vùng
IR trung bình (4000-400 cm-1) và vùng IR gần (12500-4000 cm-1). Trong phân tích hữu
cơ thì IR trung bình là vùng IR quan trọng nhất [9].
2.3.2.2. Sử dụng phổ IR
Do mỗi dạng liên kết có tần số dao động khác nhau và do hai dạng liên kết như
nhau trong hai hợp chất khác nhau, ở môi trường xung quanh cũng có khác nhau, nên
không có hai phân tử với cấu trúc khác nhau có các hấp thụ IR (hay phổ IR) giống nhau. Mặc dù một vài tần số hấp thụtrong hai trường hợp có thể giống nhau, nhưng không có trường hợp nào mà phổ IR của hai phân tử khác nhau lại đồng nhất được. Bằng cách so sánh phổ IR của hai hợp chất ta có thể xác định chúng có giống nhau hay không. Nếu phổ của chúng trùng nhau về các pic, nhất là trong vùng 1500-650 cm-1, được gọi là vùng “vân ngón tay”, thì trong hầu hết các trường hợp hai chất là đồng nhất.
Các hấp thụ của mỗi dạng liên kết (N-H, C-H, O-H, C-X, C=O, C-O, C-C, C=C,
C≡C, C≡N,…) chỉ xuất hiện trong vùng nhỏ của phổ IR. Mỗi vùng phổ IR có thể xác
định cho mỗi dạng liên kết, ngoài vùng này, hấp thụthường thuộc về dạng liên kết khác. Chẳng hạn, hấp thụ bất kỳ trong vùng 3000 ± 150 cm-1 luôn thuộc về liên kết C-H trong
khi hấp thụ trong vùng 1715-1750 cm-1 là do sự có mặt của liên kết C=O (nhóm cacbonyl),…
Cường độ hấp thụ IR được biểu diễn theo tung độ của phổ IR, trong đó sử dụng
độ truyền qua (% T) hoặc độ hấp thụ (A) [9].
Trong khóa luận này, chúng tôi sử dụng phương pháp phổ IR với mục đích xác
nhận sự có mặt của nhóm cacbonyl (C=O), trong vùng hấp thụ khoảng 1715-1750 cm-1.
2.3.3. Phương phápBET dùng xác định diện tích bề mặt
Phương pháp BET (Brunauer-Emmett-Teller) là một trong những phương pháp
dùng để xác định diện tích bề mặt phổ biến hiện nay. Phương pháp này được hoạt động
theo nguyên lý sử dụng quá trình hấp phụ-giải hấp phụ vật lý khí nitơ ở nhiệt độ nitơ
lỏng 77K.
Phương trình BET tổng quát như sau:
𝑃𝑃 𝑉𝑉(𝑃𝑃𝑜𝑜− 𝑃𝑃) = 1 𝑉𝑉𝑚𝑚𝐶𝐶+ 𝐶𝐶 −1 𝑉𝑉𝑚𝑚− 𝐶𝐶× 𝑃𝑃 𝑃𝑃𝑜𝑜 Trong đó:
Po là áp suất hơi bão hòa
P/Po: Áp suất tương đối
V là thể tích khí hấp phụở áp suất P
Vm là thể tích khí bị hấp phụ đơn phân tử tính cho 1 gam chất rắn trong
điều kiện tiêu chuẩn
C là hằng số BET
Diện tích bề mặt riêng của mẫu được tính theo công thức sau:
𝑆𝑆𝑠𝑠 =𝑆𝑆𝑜𝑜𝑊𝑊.𝑉𝑉𝑚𝑚(𝑐𝑐𝑚𝑚2/𝑙𝑙)
So là diện tích bề mặt của 1 cm3 khí N2 cần đểhình thành đơn lớp
W là khối lượng mẫu [6].
Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành đo BET tại Trung tâm Manar Việt Nam, Đại
học Quốc gia TP.HCM.
2.4. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất 2.4.1. Dụng cụ, thiết bị