Khi các phân tử hấp thụ năng lƣợng từ bên ngo i có thể dẫn đến quá tr nh quay dao động xung quanh vị tr cân bằng của nó. Tùy theo năng lƣợng k ch th ch lớn hay nhỏ có thể xảy ra quá tr nh quay dao động hay cả quay v dao động đồng thời. Để k ch th ch các quá tr nh trên có thể sử dụng tia sáng vùng hồng ngoại (phổ hồng ngoại) hoặc tia khuyếch tán Raman (phổ Raman). Bức xạ hồng ngoại liên quan đến phần phổ điện từ nằm giữa vùng khả kiến v vùng vi sóng có bƣớc sóng nằm trong vùng: vùng hồng ngoại gần: 14290 – 4000 cm-1 v hồng ngoại xa: 700 – 200 cm-1. Vùng phổ có ý nghĩa quan trọng nhất l vùng giữa 4000 v 400 cm-1
.
Phân t ch phổ hấp thụ hồng ngoại FT- IR (Fourier Transformation of InfraRed spectrum) l một phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến trong hóa học nhằm xác định các mối liên kết hóa học trong một hợp chất bất kỳ. Khi chiếu một chùm tia đơn sắc có bƣớc
57 sóng nằm trong vùng hồng ngoại qua
mẫu phân t ch một phần năng lƣợng bị hấp thụ l m giảm cƣờng độ tia tới. Sự hấp phụ n y tuân theo định luật Lambert – Beer :
A = lg Io/I = ε.l.C Trong đó :
A: Mật độ quang
T = Io/I(%) : Độ truyền quang l: Chiều d y cuvet
C: Nồng độ chất nghiên cứu (mol)
Phƣơng trình trên là phƣơng
tr nh cơ bản cho các phƣơng pháp phân t ch phổ hấp thụ nguyên tử cũng nhƣ phân tử. Đƣờng cong biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang v o chiều d i bƣớc sóng k ch th ch gọi l phổ. Mỗi liên kết hóa học có thể dao động theo các kiểu xác định khi bị k ch th ch bởi sóng điện từ có bƣớc sóng xác định nằm trong vùng hồng ngoại. Trên cơ sở đó cƣờng độ hấp thụ bức xạ hồng ngoại có số sóng nằm trong dải từ v i trăm đến v i nghìn cm-1
của một lƣợng chất ta thu đƣợc phổ IR của chất đó. Từ phổ hấp thụ hồng ngoại n y có thể quy kết xác định đƣợc các dao động đặc trƣng cho các liên kết trong phân tử chất nghiên cứu.
Phổ kế hồng ngoại hiện đại l loại phổ kế biến đổi Fourier. Loại phổ kế mới n y khác loại phổ kế tán sắc cũ l thay bộ đơn sắc (lăng k nh hoặc cách tử) bằng một giao thoa kế Michelson (hình 2.). Cấu tạo của giao thoa kế Michelson gồm gƣơng phẳng di động M1 một gƣơng cố định M2 v một tấm k nh phân tách ánh sáng S. Ánh sáng từ nguồn chiếu v o tấm k nh S tách l m hai phần bằng nhau một phần chiếu v o gƣơng M1 v một phần káhc chiếu v o gƣơng M2 sau đó phản xạ trở lại qua k nh S một nửa trở về nguồn còn một nửa chiếu qua mẫu đi đến detectơ. Do gƣơng M1 di động l m cho đoạn đƣờng của tia sáng đi đến gƣơng M1 rồi quay trở lại có độ d i lớn hơn đoạn đƣờng tia sáng đi đến gƣơng M2 rồi quay trở lại v đƣợc gọi l sự trễ. Do sự trễ n y đã l m ánh sáng sau khi qua giao thoa kế biến đổi từ tần số cao xuống tần số thấp. Sau đó ánh sáng qua mẫu bị hấp thụ một phần rồi đi đến detectơ nhờ kỹ thuật biến đổi Fourier nhận đƣợc một phổ hồng ngoại b nh thƣờng ghi trên phổ kế hồng ngoại tán sắc nhƣng có độ phân giải v tỷ số t n
Hình 2.1. Cấu tạo của giao thoa kế Michelson trong phổ kế hồng ngoại biến đổi Fourier
58
hiệu/nhiễu (S/N) cao hơn nghĩa l phổ nhận đƣợc có chất lƣợng tốt hơn đặc biệt thời gian ghi phổ nhanh chỉ khoảng 30 giây.
Phổ hấp thụ FT-IR đƣợc đo tại Viện Kỹ thuật Hóa học Đại học Bách Khoa H Nội trên máy FT-IR 6700 của hãng Nicolet.