Tổng quan về quang phổ UV vis

UV - VISIBLE
SPECTROPHOTOMETER
Lê Nhất Tâm – UIH- IBF
Email:
PHƯƠNG PHÁP PHỔ UV-VIS
Các nội dung chính
+ Vùng phổ UV-Vis và nguồn gốc của sự hấp thụ
+ Phổ UV-Vis
+ Sự chuyển dịch điện tử của các hợp chất hửu cơ
+ Nhóm chức
+ Các yếu tố ảnh hưởng đến bước sóng hấp thụ
+ Hệ thống thiết bị quang phổ UV-Vis
+ Các loại máy quang phổ
+ Ứng dụng phổ UV-Vis trong phân tích thực phẩm
•
Vùng phổ UV-Vis là vùng nằm ở cận UV cho đến cận IR. Được
xác định từ khoảng 180-1100nm.
•
Đây là vùng phổ đã được nghiên cứu nhiều và được áp dụng nhiều
về mặt định lượng.
•
Quá trình định lượng được tiến hành bằng cách đo ở một vài bước
sóng hấp thu của hợp chất, sau đó áp dụng định luật Lambert-Beer
để tính toán.
•
Nhiều thế hệ thiết bị ra đời dựa trên phương pháp này, và ngày
càng tối ưu hóa quá trình.
•
Pháp phổ UV-Vis còn được áp dụng cùng với các phương pháp

khác như Phương Pháp Sắc ký trong quá trình nghiên cứu.
PHƯƠNG PHÁP PHỔ UV-VIS
PHỔ UV-VIS VÀ NGUỒN GỐC CỦA SỰ
HẤP THỤ
•
Vùng phổ này thường được chia làm 3 vùng chủ yếu: cận UV (185–
400 nm), khả kiến (400–700 nm) và cận hồng ngoại (700–1100 nm).
•
Nguồn gốc của sự hấp thụ trong vùng này chủ yếu là sự tương tác của
các photon của bức xạ với các ion hay phân tử của mẫu.
•
Sự hấp thụ chỉ xãy ra khi có sự tương ứng giửa năng lượng photon và
năng lượng các điện tử ngoài cùng (của ion hay phân tử) hấp thụ.
•
Kết quả của sự hấp thụ là có sự biến đổi năng lượng điện tử của phân
tử. Chính vì vập phổ UV-Vis được gọi là phổ điện tử
PHỔ UV-VIS VÀ NGUỒN GỐC CỦA SỰ
HẤP THỤ
PHỔ UV-VIS
•
Sự hấp thụ năng lượng điện tử trong vùng sóng ánh
sáng tử ngoại gần (190-400nm) và khả kiến (400-
780nm) của các chất gây ra sự chuyển dịch của các
điện tử từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích
thích.
•
Biểu đồ biển diễn sự tương quan giữa cường độ hấp
thu theo bước sóng của một chất được gọi là phổ
UV-Vis của chất ấy trong điều kiện xác định
• Các quang phổ kế UV-Vis đo độ truyền quang T hay

độ hấp thụ A của bức xạ khi truyền qua mẫu lỏng
• Độ truyền quang T được tính:

Hay :
•
Độ hấp thụ A được xác định :
PHỔ UV-VIS
•
Tùy vào trạng thái của mẫu đo mà phổ thu được có những
đường nét khác nhau:
PHỔ UV-VIS
SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
•
Phần lớn các hợp chất hửu
cơ được nghiên cứu trong
vùng phổ UV-Vis.
•
Quá trình chuyển tiếp bao
gồm các điện tử π , σ or
hay điện tử n nằm trên các
orbital của các nguyê tử
nhẹ như H, C, N, O
CHUYỂN MỨC σ →σ*
•
Sự chuyển vị của e trong liên kết σ của các hợp chất hửu
cơ từ orbital liên kết σ lên phản liên kết σ*.
•
Sự chuyển vị này đòi hỏi một năng lượng khá lớn, vì vậy
quá trình chuyển vị nằm trong vùng tử ngoại xa ( UV).

SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
CHUYỂN MỨC n → σ*
•
Sự chuyển vị của các điện tử từ obital n lên các orbital σ*
trong các nguyên tử như O, N, S .
•
Xãy ra ở vùng phổ tử ngoại gần có cường độ không lớn. Sự
dịch chuyển này dao động ở 180nm cho alcol, dẫn xuất
halogen của nó là 190nm. Đối với các amin là 220nm
Ví dụ : Ete có λmax= 190nm ( ε =2000)
Metanol có λmax= 183nm ( ε =50)
Etylamin có λmax= 210 nm ( ε =800)
SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
CHUYỂN MỨC n→ π*
•
Đây là quá trình thường xãy ra trong phân tử có một
nguyên tử chứa điện tử không liên kết như ở những
phân tử chứa nhóm chức cacbonyl (C=O) và bước sóng
hấp thu tử 270nm- 295nm. Có cường độ hấp thu thấp
•
Bản chất của các dung môi có ảnh hưởng đến bước
sóng hấp thu vì nó tác động đến liên kết trong phân tử.
SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
CHUYỂN MỨC π→π*
•
Các hợp chất đồng phân với etylen chứa liên kết đôi
trong phân tử có khả năng hấp thu mạnh trong khoảng

bước sóng 170nm
•
Vị trí hấp thu phụ thuộc vào sự hiện diện của nhóm thế
ví dụ etylen có λmax= 165nm (ε =16000)
•
Những hợp chất không màu thường có phổ hấp thu
trong vùng cận tử ngoại. Khi chúng hấp thu bức xạ thì
chúng sẽ chuyển từ orbital cho điện tử sẽ chuyển lên
orbital nhận điện tử có mức năng lượng cao hơn.
SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
TÓM TẮC CÁC BƯỚC CHUYỂN
SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
CHUYỂN MỨC d d
•
Sự chuyển mức xãy ra ở các orbital d, nhất là ở các
kim loại vùng chuyển tiếp
•
Các phối tử có cặp điện tử tự do tham gia lai hóa với
những orbital này chuyển điện tử vào các orbital này
gây ra sự chuyển mức.
•
Màu tạo ra của các phức làm cho phức có khả năng
hấp thu những bước sóng ở vùng khả kiến
SỰ CHUYỂN DỊCH ĐIỆN TỬ CỦA CÁC HỢP
CHẤT HỬU CƠ
CÁC NHÓM CHỨC
•
Nhóm chức là những nhóm nhỏ được tạo thành từ

nhiều nguyên tử, quyết định tính chất của hợp chất hửu
cơ.
•
Tại vị trí các nhóm chức trong phân tử các dịch
chuyển điện tử xãy ra, nên phổ đồ của phân tử hửu cơ
liên quan tới các nhóm chức trong phân tử.
•
Người ta đã tìm được các bước sóng hấp thu cực đại
cho từng nhóm chức.Từ đó có thể dự đoán sự tồn tại
của các nhóm chức thông qua độ hấp thu của nó.
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
•
Ảnh hưởng của dung môi
•
Ảnh hưởng của sự liên hợp
•
Ảnh hưởng của pH
ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI
•
Bước sóng hấp thu và cường độ hấp thu của các hợp
chất chịu ảnh hưởng của dung môi.
•
Sự tác động của những dung môi khác nhau lên các
phân tử làm thay đổi mức năng lượng giửa các trạng
thái kích thích và cơ bản.
•
Sự tác động của dung môi lên phân tử làm sinh ra
:chuyển dịch xanh và chuyển dịch đỏ

NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
CHUYỂN DỊCH XANH
•
Là hiện tượng hấp thu bức xạ của các hợp chất hửu cơ có bước sóng
ngắn hơn trong những dung môi có tính phân cực cao
•
Hiện tượng tìm thấy ở quá trình chuyển dịch n→ π* của nhóm
cacbonyl.
•
Nguyên nhân là do sự làm bền trạng thái n của dung môi.
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
CHUYỂN DỊCH ĐỎ
•
Là hiện tượng các hợp chất hửu cơ có xu hướng hấp thu
những bức xạ có bước sóng dài hơn trong những dung
môi có độ phân cực cao hơn
•
Hiện tượng được tìm thấy ở các phân tử hửu cơ mà trong
cấu trúc phân tử của nó có sự liên hợp.

NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
CHUYỂN DỊCH ĐỎ
•
Nguyên nhân của hiện tượng này là:
+ Do khi mạch C càng dài thì hiệu ứng liên hợp càng tăng,

dẫn tới độ lệch năng lượng giữa hai trạng thái giảm.
+ Trong phân tử hửu cơ có hiệu ứng liên hợp càng dài thì
bước sóng hấp thu càng lớn
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
CHUYỂN DỊCH ĐỎ
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC
TÓM TẮC CHUYỂN DỊCH XANH VÀ
CHUYỂN DỊCH ĐỎ
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ
CHUYỂN MỨC