Bài giảng : Phân tích công cụ part 7

Tham khảo tài liệu bài giảng : phân tích công cụ part 7, khoa học tự nhiên, hoá học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng : Phân tích công cụ part 7 PH PHÁT X NGUYÊN T (ATOMIC EMISION SPECEROMETRY-AES)7.1. S xu t hi n c a AES hi u v s xu t hi n c a ph phát x nguyên t , trư c tiên chúng ta hãyxem l i v c u t o c a nguyên t . Vì ph phát x là ph c a nguyên t t do tr ngthái hơi, khi nó b kích thích và chính c u t o c a nguyên t là m t y u t quy t nh s xu t hi n c a ph . Nguyên t có c u t o g m hai ph n cơ b n là:- H t nhân nguyên t , nó quy t nh i n tích dương c a nguyên t , và kh i lư ngc a nguyên t . H t nhân n m gi a nguyên t nhưng chi m m t th tích r t nh(1/104) so v i th tích toàn b c a nguyên t .- Các i n t ư c s p x p thành t ng l p và chuy n ng trên nh ng qu o(orbital) khác nhau bao xung quanh h t nhân. Các i n t chi m m t không gian r tl n c a nguyên t . Các i n t hóa tr l p ngoài cùng c a nguyên t là y u t t ora ph phát x và h p th nguyên t . Trong i u ki n bình thư ng nguyên t tr ng thái b n v ng, nó có nănglư ng nh nh t và ư c g i là tr ng thái cơ b n. Trong i u ki n này nguyên tkhông phát và cũng không thu năng lư ng. ó là tr ng thái t n t i c a nguyên ttrong v t ch t. Nhưng n u chúng ta hóa hơi v t ch t ưa các nguyên t n tr ngthái hơi t do và cung c p cho ám hơi ó m t năng lư ng phù h p thì các nguyênt t do này s nh n năng lư ng, nó b kích thích và các i n t hóa tr c a nó s Ao + E → A*chuy n lên m c năng lư ng cao hơn theo sơ : (cơ b n) (b kích thích) T t nhiên giá tr E ph i nh hơn năng lư ng ion hóa. Lúc này nguyên t ang tr ng thái kích thích nhưng tr ng thái này không b n, nguyên t ch t n t ilâu nh t là t = 10-8 giây. Sau ó nó có xu hư ng gi i phóng năng lư ng ã nh n vào tr v tr ng thái năng lư ng b n v ng. ó là quá trình phát x c a nguyên t ãb kích thích. Các tia phát x c a quá trình này chính là ph phát x c a nguyên t , ó là ph c a các i n t hóa tr c a nguyên t khi chuy n m c năng lư ng t o ra. A* → Ao + n(hv) Chùm phát x này có n tia có dài sóng khác nhau (ch y u trong vùng UV– VIS) và s n là s nguyên, nó có th là t 1 n hàng ngàn. Nh ng nguyên t nàocó s i n t nhi u, có nhi u m c năng lư ng và nhi u l p i n t , s i n t hóatr càng nhi u thì s n càng l n t c là s v ch ph phát x nhi u. Ví d như Fe, Mn,Ni, Nd, Ce,... Theo nh lu t Einstein, ây chúng ta có: 110 h.c E= E Hay là: Trong ó: c là v n t c ánh sáng hv = λtrong chân không, h là h ng s Plank và λ là dài sóng c a v ch ph phát x . N u thu và phân ly chùm sáng phát x ó ra thành t ng tia λ thì ta s có ư ctoàn b các v ch ph phát x c a các nguyên t ã b kích thích. Như v y ph AESlà s n ph m c a s tương tác c a v t ch t (nguyên t t do) v i ngu n năng lư ngphù h p như i n năng, nhi t năng. ó là ngu n năng lư ng kích thích ph . Bâygi n u g i cư ng phát x c a m t v ch ph (1 tia) là Iλ thì trong nh ng i uki n nh t nh chúng ta luôn có bi u th c: Iλ = k.Cb (7.1) Trong ó, k là h ng s th c nghi m, nó ph thu c t t c các i u ki n hóa hơim u, kích thích ph c a ám hơi nguyên t . N u các i u ki n này c nh thì k làh ng s . Còn b cũng là m t h ng s , ư c g i là h ng s b n ch t, nó do b n ch tc a m i nguyên t , c a m i v ch ph và n ng c a m i nguyên t xác nh. Giátr c a b luôn n m trong vùng 0 < b ≤ 1. ây, v i m i v ch ph chúng ta luônluôn có m t giá tr c a n ng Co c a ch t trong m u mà b = 1 và luôn có: - N u Cx < Co: thì luôn luôn có b = 1. - N u Cx > Co: giá tr b ti n d n xa 1 v 0, khi n ng Cx tăng d n lên. Công th c (7.1) là phương trình cơ s c a phương pháp phân tích nh lư ngtheo ph phát x nguyên t , quan h gi a Iλ và C có d ng như trong hình 7.1 Iλ B C bm t s v ch c trưng riêng cho nó mà không có nguyên t khác. ó là cơ sphát hi n các nguyên t . B ng 7.1. Gi i h n c a vùng tuy n tính Co(*) Nguyên t nh y (%) Co (%) V ch ph (nm) Ce 424,870 0,03 1,5 La 423,838 0,01 0,8 Pr 422,298 0,02 1,5 Nd 425,244 0,03 1,3 Sm 443,432 0,01 1,0 Eu 420,505 0,01 0,7 Gd 418,050 0,02 1,0(*): ph h quang i n c c than, ...