Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến

Phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến (Ultraviolet-Visible (UV- Vis)) cịn được gọi là phương pháp quang phổ hấp thụ electron, là một trong các phương pháp phân tích dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện tử. Vùng bức xạ được sử dụng trong phương pháp này là vùng tử ngoại gần - khả kiến ứng với bước sĩng khoảng từ 200 ÷ 800 nm.

Nguyên tắc: Nguyên tắc chung của phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến là muốn xác định một cấu tử X nào đĩ, ta chuyển nĩ thành hợp chất cĩ khả năng hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh sáng của nĩ và suy ra hàm lượng chất cần xác định [3].

Cơ sở của phương pháp là định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer-Lambert-Beer. Biểu thức của định luật cĩ dạng:

Trong đĩ:

A = lg I o

I = lC

Io, I lần lượt là cường độ của ánh sáng đi vào và ra khỏi dung dịch. l là bề dày của dung dịch ánh sáng đi qua.

C là nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch.

 là hệ số hấp thụ quang phân tử, nĩ phụ thuộc vào bản chất của chất hấp thụ ánh sáng và bước sĩng của ánh sáng tới ( = f(λ)).

Như vậy, độ hấp thụ quang A là một hàm của các đại lượng: bước sĩng, bề dày dung dịch và nồng độ chất hấp thụ ánh sáng.

A=f(λ,l,C)

Vì thế nếu đo A tại một bước sĩng λ nhất định với cuvet cĩ bề dày l xác định thì

đường biểu diễn A = f(C) phải cĩ dạng y = ax là một đường thẳng. Tuy nhiên những yếu

tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch (bước sĩng của ánh sáng tới, sự pha lỗng dung dịch, nồng độ H+, sự cĩ mặt của các ion lạ) nên đồ thị trên khơng cĩ dạng đường thẳng với mọi giá trị của nồng độ. Khi đĩ biểu thức trên cĩ dạng:

Aλ = kl(Cx)b

Trong đĩ: Cx nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch. k là hằng số thực nghiệm.

b là hằng số cĩ giá trị 0 < b  1. Nĩ là một hệ số gắn liền với nồng độ Cx. Khi Cx nhỏ thì b = 1, khi Cx lớn thì b < 1.

Đối với một chất phân tích trong một dung mơi xác định và trong một cuvet cĩ bề dày xác định thì  = const và l = const. Đặt K = kl ta cĩ:

Aλ = KCb (*)

Với mọi chất cĩ phổ hấp thụ phân tử vùng UV-Vis, thì luơn cĩ một giá trị nồng độ Co xác định, sao cho:

Khi Cx < Co thì b =1 và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ Cx là tuyến

tính.

Khi Cx > Co thì b < 1 (b tiến dần về 0 khi Cx tăng) và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ Cx là khơng tuyến tính.

Cơ sở để định lượng các chất theo phép đo phổ tử ngoại - khả kiến UV-Vis là phương trình (*). Trong phân tích người ta chỉ sử dụng vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C, cùng tuyến tính này rộng hay hẹp phụ thuộc vào bản chất hấp thụ quang của mỗi chất và các điều kiện thực nghiệm, với các chất cĩ phổ hấp thụ UV-Vis càng nhạy tức giá trị  của chất đĩ càng lớn thì giá trị nồng độ giới hạn Co càng nhỏ và vùng nồng

độ tuyến tính giữa A và C càng hẹp.

Nồng độ của metylen xanh trong quá trình nghiên cứu được đo trên máy UV 1700 (Hitachi) tại Khoa Hĩa học, trường Đại học Sư phạm-Đại học Thái Nguyên.