cac_phuong_phap_phan_tich_quang_hoc

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG
CỤ

PHẦN 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
QUANG HỌC

PHẦN 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
ĐIỆN HÓA

PHẦN 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH
PH N 1 CÁC PH NG PHÁP Ầ ƯƠ
PHÂN TÍCH QUANG H CỌ
CH NGƯƠ 1
Đ I CẠ Ư NG V PH NG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG H CƠ Ề ƯƠ Ọ
CH NG 2 ƯƠ
PH NG PHÁP QUANG PH H P TH PHÂN T UVƯƠ Ổ Ấ Ụ Ử -VIS
CH NG 3 ƯƠ
PH NG PHÁP QUANG PH PHÁT X NGUYÊN TƯƠ Ổ Ạ Ử
CH NG 4 ƯƠ
PH NG PHÁP PHÂN TÍCH PH H P TH NGUYÊN T ƯƠ Ổ Ấ Ụ Ử

1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
Sóng đi n t chính là các h t foton di chuy n và dao đ ng trong không gian v i v n ệ ừ ạ ể ộ ớ ậ
t c l n. ố ớ



Đ dài sóngộ 10- 190 nm 190 -370 nm 370-800 800 - 2500 nm
Miền phổ Tử ngoại xa Tử ngoại gần Khả kiến Hồng ngo i gạ ần

Tác dụng
v i vớ ật chất
Kích thích các electron làm cho chúng chuyển
lên m c năứ ng lượng cao hơn
Kích thích dao
động của phân tử
1.1 PHỔ ĐIỆN TỪ VÀ NĂNG LƯỢNG CÁC VÙNG PHỔ KHÁC
NHAU
1.1 PHỔ ĐIỆN TỪ VÀ NĂNG LƯỢNG CÁC VÙNG PHỔ KHÁC
NHAU
Năng l ngượ c a ủ sóng đi n tệ ừ : E = hν ; ν = C/λ;v y ậ
λ
C
.hE =
, h là h ng s Plank ằ ố
6,62.10
-27
erg.giây; ν là t n s dao đ ng đi n t ;ầ ố ộ ệ ừ C là t c đ ánh sángố ộ 3.10
10

cm/giây. Sóng đi n t có năng lệ ừ ượng cao khi t n s cao hay b c sóng ng nầ ố ướ ắ
• 0,005 -10 nm là vùng tia X, năng l ng r t caoượ ấ
• 10- 200 nm là vùng t ngo i xa b oxiử ạ ị , h i n cơ ướ , polime, thu tinh h p th .ỷ ấ ụ
• 200-800 nm ph ng pháp quang ph nguyên t và phân t .ươ ổ ử ử
• 400 ÷ 800 nm g i là vùng kh ki n vì m t ng i ta c m nh n đ c.ọ ả ế ắ ườ ả ậ ượ
• 800 ÷ 2500 nm đ c g i là vùng h ng ngo i g n,ượ ọ ồ ạ ầ ít đ c dùng trong phân ượ
tích đ nh l ng nh ng đ c dùng nhi u đ phân tích c u trúc.ị ượ ư ượ ề ể ấ
Trong quang ph h p th dùng s sóng ổ ấ ụ ố
ν
(cm

−1
), nó là s b c sóng ố ướ λ trong 1
cm. Nh v y ư ậ
ν
λ = 1(cm) hay
ν
λ (nm) = 10
7
.
Suy ra:
ν
(cm
−1
) =
)nm(
10
7
λ
→ λ (nm) =
10
7
ν
( )cm
−1

1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.2 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG KHI SÓNG ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG VỚI VẬT
CHẤT
1.2.1 Các ki u bi n đ i năng l ngể ế ổ ượ

Khi photon c a tia sáng đi qua h t nguyên t có kh năng h p th (phù h p v năng ủ ạ ố ả ấ ụ ợ ề
l ng), năng l ng c a photon truy n cho h t c b n làm cho chúng tr thành tr ng ượ ượ ủ ề ạ ơ ả ở ạ
thái kích thích. Tuy nhiên tr ng thái này không b n, kho ng 10ạ ề ả
-6
- 10
-9
giây, nó nhanh
chóng tr v tr ng thái có m c năng l ng th p h n ho c m c c b n và gi i to năng ở ề ạ ứ ượ ấ ơ ặ ứ ơ ả ả ả
l ng d i 3 d ng ch y u sau:ượ ướ ạ ủ ế
1. Bi n đ i hóa h c c a ch t ( thí d chuy n hoá Feế ổ ọ ủ ấ ụ ể
3+
thành Fe
2+
).
2. Gi i phóng năng l ng d i d ng ánh sáng (huỳnh quang)ả ượ ướ ạ
3. Bi n đ i năng l ng thành chuy n đ ng quay, dao đ ng c a nguyên t , chuy n ế ổ ượ ể ộ ộ ủ ử ể
d ch electron lên m c năng l ng m i và cu i cùng là gi i phóng nhi t.ị ứ ượ ớ ố ả ệ
Các bi n đ i trên tuỳ thu c ch t h p th và năng lế ổ ộ ấ ấ ụ ượng ánh sáng kích thích, tuy
nhiên hai d ng bi n đ i sau đ c s d ng nhi u trong phân tích. ạ ế ổ ượ ử ụ ề
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.2 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG KHI SÓNG ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG VỚI VẬT CHẤT
Tr ng h p th nh t,ườ ợ ứ ấ s bi n đ i hoá h c x y ra có th ự ế ổ ọ ả ể
làm tăng ho c gi m s oxi hoá c a ch t b tác đ ng. ặ ả ố ủ ấ ị ộ
Tr ng h p th haiườ ợ ứ khi b kích thích, electron nh y lên ị ả
m c năng l ng cao h n và tr ng thái này v i th i gian ứ ượ ơ ở ạ ớ ờ
r t ng n, khi tr l i tr ng thái ấ ắ ở ạ ạ m cứ năng l ng th p h n, ượ ấ ơ
năng l ng gi i to ượ ả ảd i d ng ánh sáng, còn g i là ánh áng ướ ạ ọ
th c p. Do năng l ng ứ ấ ượ đã b m t m t ph n do bi n thành ị ấ ộ ầ ế
nhi t nên ánh sáng th c p có b c sóng dài h nệ ứ ấ ướ ơ so v i ớ

ánh sáng kích thích.
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.2 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG KHI SÓNG ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG VỚI VẬT CHẤT
Năng l ng bi n đ i thành nhi t năngượ ế ổ ệ
Khi các phân t nh n năng l ng t sóng đi n t , phân t chuy n lên m c năng ử ậ ượ ừ ệ ừ ử ể ứ
l ng m i, ượ ớ tr ng thái này không b n, năng l ng đ c chuy n ạ ề ượ ượ ể hóa v i ớ ba d ng năngạ :
• Phân t quayử xung quanh các tr c khác nhauụ .
• Nguyên t ho cử ặ nhóm nguyên t trong phân t dao đ ng t ng đ i v i nhau.ử ử ộ ươ ố ớ
• Các electron trong h chuy n d ch lên các orbital không liên k t. ệ ể ị ế
C ba tr ng h p này năng l ng nh n đ c nh ch y u là các sóng UVả ườ ợ ượ ậ ượ ỏ ủ ế -VIS. Các
electron trong phân t đ c chia làử ượ m 4 lo i:ạ
- Electron các qu đ o b n, không tham gia liên k t, không h p th UV.ở ỹ ạ ề ế ấ ụ
- Các electron hóa tr tham gia liên k t, lo i này c n năng l ng cao m i kích thích ị ế ạ ầ ượ ớ
đ c, th ng là vùng t ngo i nên có kh năng h p th UV. ượ ườ ử ạ ả ấ ụ
- Các electron t do ự không tham gia liên k tế, thí d các c p e c a N, O, S. các ụ ặ ủ
electron này r t d kích thích.ấ ễ
Lo i cu i cùng là các ạ ố electron tham gia liên k t ế
π
, lo i này cũng r t d ạ ấ ễb ị kích thích đến
π*.Các thí d v chuy n d ch electron trong phân t foocmadehit: HCHO:ụ ề ể ị ử
= C = O → = C
+
 O
-
đây là ki u chuy n d ch ể ể ị π → π* và e
-
t do ự → π*.
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC

Sự biến đổi năng lượng tạo phổ hấp thụ phân tử UV-VIS.
Khi chùm sáng (photon) có năng l ngượ thích h p nợ ằm trong vùng sóng 190 - 800 nm
chi u vào, ế phân t nh n năng l ng, tr thành tr ng thái kích thích. Năng l ng ử ậ ượ ở ạ ượ t nổ g E(ts) c a ủ
chùm sáng mà phân t đã nh n đử ậ ư c ợ đó cu i cùng bi n thành nhi t năng nh ng có 3 ố ế ệ ư d ng ạ
chuy n hóa: ể
E(ts) = E(e) + E(d) + E(q)
E(e) là d ng chuy n m c ạ ể ứ các electron: Trong phân t , các ử đi n t ệ ử tham gia vào liên k t ế
trong các liên k t ế
σ
,
π
, ngoài ra còn có các đôi đi n t ệ ử không liên k t (n)ế , s h p th năng ẽ ấ ụ l ngượ
c a chùm sủ áng và nó chuy n lên tr ng thái năng lể ạ ượng cao Em. Khi phân t ch t b kích thích ử ấ ị
như th , nó có s chuy nế ự ể m c năng lứ ượng:
σ

→

σ
* ;
π

→

π
* ; n
→

σ
* hay n

→

π
*
Ed và Eq: là năng l ng ượ quay và dao đ ngộ c a nguyên t trong phân tủ ử ử. Nó đ c hình ượ
thành khi phân t c a ch t ử ủ ấ nh n năng l ng ậ ượ b iở chùm sáng kích thích, tuy nhiên do năng l ng ượ
th p nên tác đ ng c a nó ch làm quay ho c dao đ ng các nguyên t quanh v trí cân b ngấ ộ ủ ỉ ặ ộ ử ụ ằ .
Sau khi ch t h p th , ta đấ ấ ụ o ph nầ còn l i c a ạ ủ chùm sáng chi uế vào ban đ uầ đó t o ra ph ạ ổ
h p th quang phân t c a ch t.ấ ụ ử ủ ấ Vì th ph lo i này đế ổ ạ c g i là ợ ọ quang ph h p th phân tổ ấ ụ ử UV-
VIS.
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.2 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG KHI SÓNG ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG VỚI VẬT CHẤT
Đ đ a nguyên t sang tr ng thái kích thích, ể ư ử ạ m tộ yêu c u b t bu cầ ắ ộ là nó ph i ả ở
d ng khí hayạ th khíể .
M u ban đ u có th r n hay l ng, tuy nhiêẫ ầ ể ắ ỏ n sau khi chu nẩ bị m uẫ , chúng d ng ở ạ
l ng. Quá trình hóa h i làm nó chuy n sang r nỏ ơ ể ắ r iồ khí, do đó: M(r) + E
→
M(k).
Khi kích thích M(k) b ng ngu n năng l ng ằ ồ ượ Em, có hai kh năngả :
1. Năng l ngượ Em không phù h pợ , nguyên tử không h p th Em, tấ ụ ng tác đàn h i ươ ồ
và không sinh phổ.
2. Năng l ng ượ Em phù h p, ợ nguyên tử s ẽh p th ấ ụ năng lư ng ợ Em và nh y lên m c ả ứ
năng lư ng cao, va ch m không đàn h i. Có s trao đ i năng lợ ạ ồ ự ổ ng (choượ - nh n), ậ
nguyên t b kích thích lên ử ị tr ng thái Mạ (k)* và sau đó phát ra các tia phát x ,ạ d i ướ
d ngạ h
ν
, đó là ph phát x c a nguyên t . ổ ạ ủ ử
M u ẫ (M)  M(k)
Em + M(k)

→
M(k)*
M(k)*  M(k)o + E(h
ν
)→ Ph AES c a Mổ ủ
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
Sự biến đổi năng lượng tạo phổ phát xạ nguyên tử.
1.2 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG KHI SÓNG ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG VỚI VẬT CHẤT
Đ a ư nguyên tử t ừ tr ng thái c b nạ ơ ả th r n ể ắ v th khí,ề ể M(r) + E
→
M(k)
r i chi u vào đám h i đó ồ ế ơ 1 chùm sáng kích thích có
λ
xác đ nhị , có hai tr ng ườ
h pợ :
1. Năng l ng E c a chùm sáng không phù h pượ ủ ợ , nguyên tử không h p th E, ấ ụ
tư ng táơ c đàn h iồ , không có ph .ổ
2. Năng l ng E c a chùm sáng phù h p, ượ ủ ợ nguyên t hử p th ấ ụnăng l ng E cượ aủ
tia
λ
và nh y lên m c năng lả ứ ng caoượ . Va ch m ạ không đàn h i ồ x y ra ả và có s ự
trao đ i năng l ng,ổ ượ E(h
ν
) + Mo(k)
→
M(k)*. Đó là quá trình h p th ấ ụ năng
l ng ượ E c a ủ nguyên tử, và nó t m cừ ứ Ecb
→
Em. Khi đo ph n còn l i c a chầ ạ ủ ùm

sáng kích thích, thu đ cượ ph g i là ổ ọ Ph h p th nguyên tổ ấ ụ ử. Ph h p th ổ ấ ụ
nguyên t có tính ch t sau:ử ấ
+ S tự ư ng tác c a năng ơ ủ l ngượ c a củ hùm sáng đ n s c nh t đ nh v iơ ắ ấ ị ớ v t ch t ậ ấ
th khí, là ở ể các nguyên tử t do c a kim lo i m c năngự ủ ạ ở ứ l ng c b n Eượ ơ ả o.
+ X y ra đ i v i các v ch ph đ c trẩ ố ớ ạ ổ ặ ưng và nh y c a các nguyên tạ ủ ố.
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.2 SỰ BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG KHI SÓNG ĐIỆN TỪ TÁC DỤNG VỚI VẬT CHẤT
Sự biến đổi năng lượng tạo phổ h p thấ ụ nguyên tử.
Các phương pháp phân tích quang học

















CÁC PH NG PHÁP PHÂN TÍCHƯƠ
QUANG H CỌ

CÁC PH NG PHÁP PHÂN TÍCHƯƠ
QUANG PH NGUYÊN TỔ Ử

CÁC PH NG PHÁP PHÂN TÍCHƯƠ
QUANG PH PHÂN T Ổ Ử
PP H P TH Ấ Ụ
PHÂNNTỬ
UV-VIS

PP
HUỲNH
QUANG

CÁC PP KHÁC
(H NG NGO I, Ồ Ạ
PHÂN C C, Ự
KHÚC X , Ạ
Đ Đ C,Ộ Ụ
PP QUANG PH Ổ
PHÁT X NTẠ

PP QUANG PH Ổ
H P TH NTẤ Ụ


1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
Các phương pháp khác
1. Ph ng pháp khúc x , d a trên phép đo chi t xu t c a ch t nghiên c u;ươ ạ ự ế ấ ủ ấ ứ
2. Ph ng pháp phân c c, d a trên s nghiên c u góc quay c a m t ph ng ánh sáng ươ ự ự ự ứ ủ ặ ẳ

phân c c; ự
3. Ph ng pháp ph h ng ngo i, nghiên c u s h p th b c x h ng ngo i c a ch t ươ ổ ồ ạ ứ ự ấ ụ ứ ạ ồ ạ ủ ấ
phân tích đ đ nh lể ị ượng và đ nh tính.ị
4. Ph ng pháp ph tia X,ươ ổ nghiên c u s nhi u x (ch y u) c a tia X khi chi u vào ứ ự ễ ạ ủ ế ủ ế
m u nh m đ nh tính và đ nh l ng.ẫ ằ ị ị ượ
5. Ph ng pháp ph Raman,ươ ổ nghiên c u ph tán x cứ ổ ạ a chùm sáng t i có b c sóng ủ ớ ướ
xác đ nh trong vùng nhìn th y khi chi u vào ch t phân tích dung d ch, th ng ị ấ ế ấ ị ườ ở
góc 90
o
so v i tia t i sau khi đã lo i chùm sáng huỳnh quang ớ ớ ạ
Nh ng ph ng pháp này đ c s d ng ữ ươ ượ ử ụ không nh ng đ nh tính và đ nh l ng ữ ị ị ượ
mà còn nghiên c u c u trúc c a ch t.ứ ấ ủ ấ
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC THIẾT BỊ PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
•
Nhóm các thi t b quang phân tế ị ử, là các thi t b phân tích ch t tr ng thái ế ị ấ ở ạ
phân t . Nhóm này g m các máy đo:ử ồ + Máy quang ph h p th phân t UVổ ấ ụ ử -
VIS; + Máy đo huỳnh quang phân tử; + Máy h ng ngo iồ ạ; + Máy đo khúc x ạ
…
Đ c đi m chung c a các thi t b nàyặ ể ủ ế ị là s d ng sóng đi n t nghiên c u m u ử ụ ệ ừ ứ ẫ ở
tr ng thái phân t d ng l ng ho c r n. Các máy đo có ba ph n ch c năng c ạ ử ạ ỏ ặ ắ ầ ứ ơ
b n:ả Ngu n phát sóng đi n t ; Phân gi i ph ; X lý tín hi uồ ệ ừ ả ổ ử ệ
•
Nhóm các thi t b quang nguyên tế ị ử, là các thi t b nghiên c u các ch t phân ế ị ứ ấ
tích tr ng thái nguyên t . Nhóm này g m các máy đo:ở ạ ử ồ
+ Máy quang ph phát x nguyên tổ ạ ử
+ Máy quang ph h p th nguyên tổ ấ ụ ử
+ Máy huỳnh quang nguyên t hay có th g i ử ể ọ phát x huỳnh quang nguyên t .ạ ử

1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
Thiết bị phân giải phổ trong các máy đo quang
a) Phân gi i ph b ng lăng kínhả ổ ằ


Hình 2.9 Phân gi i ả ph bổ ằng lăng kính
Lăng kính ABC có chi t su t n, khác v i chi t su t c a môi tr ng. Khi chi u chùm sáng có b c ế ấ ớ ế ấ ủ ườ ế ướ
sóng
λ
và góc t i ớ
α
vào lăng kính có chi t su tế ấ n, tia ló có góc l ch ệ
β
đi qua lăng kính. D là góc
l ch gi a tia t i và tia ló ra kh i lăng kính. ệ ữ ớ ỏ
Công th c đ c tr ng cho lăng kính là:ứ ặ ư
2
A
n.sin
2
DA
Sin
=
+
và
(A/2)sinn1
2sin(A/2)
.
dλ

dn
dλ
dD
22
−
=

N u góc A là 60ế
o
thì đ tán s c góc có ộ ắ
th tính theo công th c:ể ứ
)n(1
2
.
dλ
dn
dλ
dD
2
−
=


1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
1.4 ĐẠI CƯƠNG VỀ CÁC THIẾT BỊ PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
b) Phân gi i ph b ng cách t .ả ổ ằ ử
Cách t có hai lo i là ph n x và truy n qua. Cách t ph n x đ c ch t o b ng ử ạ ả ạ ề ử ả ạ ượ ế ạ ằ
t m nhôm ph ng ho c lõm, kh c r t nhi u các rãnh nh song song (650ấ ẳ ặ ắ ấ ề ỏ -3600 v ch trên ạ

1mm). Đ b o v cách t sau khi t o rãnh, ng i ta ph m t lể ả ệ ử ạ ườ ủ ộ ớp m ng SiOỏ
2
.

Hình 2.10 Cách t phân gi i phử ả ổ
Cách t đ c đi u ch nhử ượ ề ế v y gi ng nh ng khe h p c nm.ư ậ ố ữ ẹ ỡ Khi chi u chùm ế
sóng đi n t vào cách t , g p nh ng khe h p c nm ệ ừ ử ặ ữ ẹ ỡ x y raả hi n tệ ng nhi u xượ ễ ạ. Tùy
thu c vào đ r ng c a khe h p và tùy thu c vào b c sóng c a tia t i, góc ph n x r có ộ ộ ộ ủ ẹ ộ ướ ủ ớ ả ạ
giá tr khác nhau theo bi u th c:ị ể ứ
d
mλ
Sinr
=
trong đó r là góc ph n x , d là đ ả ạ ộ
r ng khe h p trên cách t , ộ ẹ ử
λ
là b c sóngướ t i ớ
(cm), m là b cậ nhi u x , là các s nguyên.ễ ạ ố
Thiết bị phân giải phổ
1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
Thi t b khu ch đ i, nhân quang đi n (photomultiplier tube)ế ị ế ạ ệ
Thi t b d ng ng, có ch c năng chuy n tín hi u quang (hế ị ạ ố ứ ể ệ ν) thành tín hi u ệ
đi n, đ ng th i khu ch đ i tín hi u lên có th đ t hàng tri u l n. ệ ồ ờ ế ạ ệ ể ạ ệ ầ

Tín hi u quang h c là nh ng photon đi ệ ọ ữ
vào nhân quang đi n đ c chuy n ệ ượ ể
thành electron. Các c c 2,3,4,5,6 ự
th ng là các kim lo i ki m, có th ườ ạ ề ế ở
c c sau cao h n c c tr c đ tăng t c ự ơ ự ướ ể ố

cho e. Nh ng thi t b hi n nay có th ữ ế ị ệ ể
nhân 10
7
electron cho m i photonỗ
Hình 2.11 Thi t b nhân quang đi nế ị ệ

1.ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG
HỌC
2.1 ĐỊNH LUẬT BOUGHE - LAMBE – BEER (Định luật Beer)
Chi u m t chùm sáng có b c sóng xác đ nh đi qua b l p dung d ch. Do ế ộ ướ ị ớ ị h p ấ
thụ, sau m i l p dung d ch, ánh sáng gi m đi n l n. G i c ng đ ánh sáng ban đ u là ỗ ớ ị ả ầ ọ ườ ộ ầ
I
o
, sau khi đi qua l p th nh t là Iớ ứ ấ
1
ta có:
n
I
I
o
1
=
. Khi đi qua l p th hai, ánhớ ứ sáng
gi m đi nả
2
l n, ta có ầ
2
o
2
n

I
I =
, ti p t c v i ế ụ ớ b l p ớ ta có
I
n
I
I
b
o
n
==
hay
b
o
n
I
I
=


L y logarit hai v , ta có: log ấ ế
I
I
o
= b.log n = k b. Đ i l ng log ạ ượ
I
I
o
ta g i làọ đ h p th ộ ấ ụ
quang A, k là h s , tệ ố a có: A= k.b (2.1)

Hình 2.1
a)Cuvet ch a dung d ch h p th ứ ị ấ ụ
quang
b) Hai cuvet cùng ch aứ m tộ l ngượ
ch tấ màu đ cượ quan sát từ trên xu ngố
2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
• L y hai l ng ch t màu b ng nhau, cùng lo i, hòa tan trong cuvetấ ượ ấ ằ ạ , có th quan sát dung d ch ể ị
t trên xu ng. ừ ố cùng lo i, ạ dung d ch ị m t có chi u cao h1, dung d ch 2 có chi u cao h2; h1ộ ề ị ề >h2.
Nh v y, n ng đ dung d ch ư ậ ồ ộ ị 1 nh h nỏ ơ dung d ch 2ị , ta có: K C
1
b
1
= K C
2
b
2

• Ti n hành v i n ng đ dung d ch ế ớ ồ ộ ị C
1
nh h n ỏ ơ C
2
n l n, tuy nhiên s l p ch t màu l i tăng n l n ầ ố ớ ấ ạ ầ
nên tích s K.C.b không đ i.ố ổ
• Khi thay dung d ch th hai b ng ch t màu khác, sao cho hai dung d ch 1 và 2 có cùng n ng đ , ị ứ ằ ấ ị ồ ộ
và s l p ch t màu, Cố ớ ấ
1
= C

2
và b
1
= b
2
. Tuy nhiên, lúc này K
1
khác K
2
cho nên đ h p th ộ ấ ụ
quang khác nhau, ta có ph ng trình:ươ
K
1
C b ≠ K
2
C b (2.2)
Nh v y đ h p th quang c a m t ch t màu ph thu c vào:ư ậ ộ ấ ụ ủ ộ ấ ụ ộ
• B n ch t c a ch t màu v i h s K t ng ngả ấ ủ ấ ớ ệ ố ươ ứ
• N ng đ ch t màu, Cồ ộ ấ
• Chi u dày l p h p tề ớ ấ h ,ụ b
K t h p c (2.1) và (2.2), h s k trong 2.1 là h ng s ph thu c c hai y u t : n ng đ và b n ch t ế ợ ả ệ ố ằ ố ụ ộ ả ế ố ồ ộ ả ấ
c a ch t, ta có ph ng trình:ủ ấ ươ
A=εbC


2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
2.2 TÍNH CHẤT CỦA HỆ SỐ HẤP THỤ PHÂN TỬ, ε
Trong bi u th c A = ể ứ
ε

bC, n u C đ c bi u di n b ng mol/l và b tính b ng ế ượ ể ễ ằ ằ
cm thì
ε
là h s h p th phân t gam. Bi u th c trên cho th y ệ ố ấ ụ ử ể ứ ấ
ε
có giá tr b ng A ị ằ
khi dung d ch có n ng đ b ng 1M đo v i cuvét có b dày b = 1cm.ị ồ ộ ằ ớ ề

•
H s h p th phân t gam ệ ố ấ ụ ử
ε
đ c tặ r ng cho b n ch t h p th ánh sáng và ư ả ấ ấ ụ
không ph thu c vào th tích dung d ch, b dày l p dung d ch và ch ph thu c vào ụ ộ ể ị ề ớ ị ỉ ụ ộ
λ
c a dòng sáng t i (Iủ ớ
0
). Do đó đ i l ng ạ ượ
ε
th ng đ c coi là ườ ượ tiêu chu nẩ khách
quan quan tr ng nh t đ đánh giá đ nh y c a phép đ nh l ng tr c quang, ọ ấ ể ộ ạ ủ ị ượ ắ
ε
=f(
λ
).

•
Th nguyên c a ứ ủ
ε
:
Ta có:

ε
=
A
bC
(2.4)

ε
=
l)b(cm).C(M/
A
= l /cm
-1
M
−
1
2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
2.3 TÍNH CHẤT CỦA ĐỘ HẤP THỤ QUNG A VÀ HỆ
QUẢ
2.3.1 Các tính ch tấ
a) Ph h p th quang A ph thu c b c sóng c a ánh sáng t i. ổ ấ ụ ụ ộ ướ ủ ớ
Chi u chùm sáng có b c sóng khác nhau đi qua dung d ch h p th , đ h p th ế ướ ị ấ ụ ộ ấ ụ
c a dung d ch ph thu c nhi u vào b c sóng (ủ ị ụ ộ ề ướ thay đ i b c sóngổ ướ ).






Chi u các chùm sáng cóế b c sóng thay đ i m t cách liên t c t b c sóng dài đ n ướ ổ ộ ụ ừ ướ ế

b c sóng ng n h n (ho c ng c l i), còn g i là quét ph , ta thu đ c ph h p th là ướ ắ ơ ặ ượ ạ ọ ổ ượ ổ ấ ụ
nh ng d i liên t c, có nh ng c c đ i h p th , các v trí ữ ả ụ ữ ự ạ ấ ụ ở ị
λ
max
khác nhau tuỳ thu c ộ
ch t phân tích (hình 2.1).ấ
Hình 2.1
Phổ hấp thụ quang ph ụ
thuộc bước sóng
e

l

(nm )

l

m ax

e

m ax

2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
b) Đ h p th quang A ph thu c n ng đ ch tộ ấ ụ ụ ộ ồ ộ ấ
L p dãy chu n ch t h p th quang có n ng đ khác nhau trong đi u ki n ậ ẩ ấ ấ ụ ồ ộ ề ệ
phù h p và chi u chùm sáng có b c sóng c đ nh ng v i c c đ i c a ph h p ợ ế ướ ố ị ứ ớ ự ạ ủ ổ ấ
th ch t màu qua dung d ch, ta thu đ c m t dãy s li u v đ h p th quang c a ụ ấ ị ượ ộ ố ệ ề ộ ấ ụ ủ
các dung d ch, v vào đ th , ị ẽ ồ ị ta thu đ c đ ng chu n bi u di n s ph thu c đ ượ ườ ẩ ể ễ ự ụ ộ ộ

h p th quang vào n ng đ ch t, A=f(C).ấ ụ ồ ộ ấ






Hìinh2.2. Đ ng chu n bi u di n s ph thu c A vào n ng đ Cườ ẩ ể ễ ự ụ ộ ồ ộ .
C
Cx
Ax
A
2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
2.3 TÍNH CHẤT CỦA ĐỘ HẤP THỤ QUNG A VÀ HỆ
QUẢ
d) Đ h p th quang A có tính ch t c ng tínhộ ấ ụ ấ ộ
N u dung d ch có nhi u ch t h p th , ế ị ề ấ ấ ụ đ h p th quang c a dung d ch m t ộ ấ ụ ủ ị ở ộ
b c sóng nh t đ nhướ ấ ị là t ng các đ h p th quang thành ph n (hình 2.3):ổ ộ ấ ụ ầ
A=
ε
1
C
1
b +
ε
2
C
2
b +…+

ε
n
C
n
b

2.3.2 Bi t ế
ε
và A
max
riêng có th xể ác đ nh đ ng th i n ng đ hai ch tị ồ ờ ồ ộ ấ trong dd
Hai ch t P và Q có hai c c đ i h p th t i hai b c sóng ấ ự ạ ấ ụ ạ ướ
λ
1max
và
λ
2max

Đo đ h p th quang t i hai b c sóng trên, thu đ c hai đ i l ng h p th Aộ ấ ụ ạ ướ ượ ạ ượ ấ ụ
1
và A
2
,
trong đó A
1
và A
2
đ u là t ng c a các đ i l ng h p th thành ph n t i m i b c sóngề ổ ủ ạ ượ ấ ụ ầ ạ ỗ ướ

2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-

VIS
2.3 TÍNH CHẤT CỦA ĐỘ HẤP THỤ QUANG A VÀ HỆ
QUẢ
Thí d 1.2:ụ P và Q t o ph c v i thuạ ứ ớ ốc th X, t o thành PX và QX có hai c c đ i h p ử ạ ự ạ ấ
th 400nm và 500 nm, ụở
ε
t ng ng v i m i nguyên t nh sau:ươ ứ ớ ỗ ố ư
400 nm 500 nm

ε
c a pủ h c PX ứ 1.10
4
l /cm
-1
M
−
1
1.10
3
l /cm
-1
M
−
1


ε
c a pủ h c QX ứ 1.10
3
l /cm

-1
M
−
1
1.10
4
l /cm
-1
M
−
1

Hoà tan hoàn toàn 0,10g m u, thêm ch t che và thu c th r i đ nh m c đ n 100 ẫ ấ ố ử ồ ị ứ ế
ml. Đo đ h p th quang (A) hai b c sóng 400 nm và 500 nm, đ c các s li u sau:ộ ấ ụ ở ướ ượ ố ệ
A
400
= 1.10
4
C
P
+ 1.10
3
C
Q
= 0,500 (2.5)
A
500
= 1.10
3
C

P
+ 1.10
4
C
Q
= 0,300 (2.6)
Tính hàm l ng P, Q trong m u bi t Mượ ẫ ế
P
= 65, M
Q
= 60.
Gi i: Nhân hai v cả ế a ph ng trình (ủ ươ 2.6) v i 10 ta cóớ
1.10
4
C
P
+ 1.10
3
C
Q
= 0,500
1.10
4
C
P
+ 10.10
4
C
Q
= 3,00

Lấy 2 trừ 1 ta có 9,9.10
4
C
Q
= 2.50
Tính được C
Q
=
4
10.9,9
50,2
=2,525.10
-5
M
⇒
%Q =
%00152,0
1,01000
.100.60.10.525,2
5
=
−
x

C
P
= 4,75.10
-5
M/l
⇒

%P =
%00308,0
1,01000
.100.65.10.75,4
5
=
−
x

2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS
MỐI LIÊN HỆ
GIỮA ĐỘ TRUYỀN QUA T VÀ ĐỘ HẤP THỤ A
Đ truy n quaộ ề đ cượ đ nhị nghĩa,
o
I
I
T
=
;
T
1
logA
=

-logT =
0
I
logε.C.b
I

=
hay
εCb
10T
−
=


2.PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-
VIS