Các phương pháp phân tích quang học

Khi photon của tia sáng đi qua hạt nguyên tố có khả năng hấp thụ (phù hợp về năng lượng), năng lượng của photon truyền cho hạt cơ bản làm cho chúng trở thành trạng thái kích thích. Tuy nhiên trạng thái này không bền, nó nhanh chóng trở về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn hoặc mức cơ bản và giải tỏa năng lượng dưới 3 dạng chủ yếu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các phương pháp phân tích quang họcCÁCPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHCÔNGCỤ PHẦN1CÁCPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCH QUANGHỌC PHẦN2CÁCPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCH ĐIỆNHÓA PHẦN3CÁCPHƯƠNGPHÁPTÁCH PHẦN 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌCCHƯƠNG 1 ĐẠ I CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌCCHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤ P THỤ PHÂN TỬ UV-VISCHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬCHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ HẤ P THỤ NGUYÊN TỬ1.ĐẠICƯƠNGVỀPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHQUANGHỌC1.1PHỔĐIỆNTỪVÀNĂNGLƯỢNGCÁCVÙNGPHỔKHÁC NHAU Sóng điện từ chính là các hạt foton di chuyển và dao động trong không gian với vận tốc lớn. Độ dài sóng 10- 190 nm 190 -370 nm 370-800 800 - 2500 nm Miền phổ Tử ngoại xa Tử ngoại gần Khả kiến Hồng ngoại gần Tác dụng Kích thích các electron làm cho chúng chuyển Kích thích dao với vật chất lên mức năng lượng cao hơn động của phân tử1.ĐẠICƯƠNGVỀPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHQUANGHỌC1.1PHỔĐIỆNTỪVÀNĂNGLƯỢNGCÁCVÙNGPHỔKHÁC NHAU CNăng lượng của sóng điện từ : E = hν ; ν = C/λ;vậy E = h. , h là hằng số Plank λ6,62.10-27 erg.giây; ν là tần số dao động điện từ; C là tốc độ ánh sáng 3.1010cm/giây. Sóng điện từ có năng lượng cao khi tần số cao hay bước sóng ngắn • 0,005 -10 nm là vùng tia X, năng lượng rất cao • 10- 200 nm là vùng tử ngoại xa bị oxi, hơi nước, polime, thuỷ tinh hấp thụ. • 200-800 nm phương pháp quang phổ nguyên tử và phân tử. • 400 ÷ 800 nm gọi là vùng khả kiến vì mắt người ta cảm nhận được. • 800 ÷ 2500 nm được gọi là vùng hồng ngoại gần, ít được dùng trong phân tích định lượng nhưng được dùng nhiều để phân tích cấu trúc.Trong quang phổ hấp thụ dùng số sóng ν (cm−1), nó là số bước sóng λ trong 1cm. Như vậy ν λ = 1(cm) hay ν λ (nm) = 107. 10 7 107 Suy ra: ν (cm ) = −1 → λ (nm) = ν (cm −1 ) λ( ) nm 1.ĐẠICƯƠNGVỀPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHQUANG HỌC 1.2SỰBIẾNĐỔINĂNGLƯỢNGKHISÓNGĐIỆNTỪTÁCDỤNGVỚIVẬT CHẤT1.2.1 Các kiể biế đổi năng lượng unKhi photon của tia sáng đi qua hạt nguyên tố có khả năng hấp thụ (phù hợp về nănglượng), năng lượng của photon truyền cho hạt cơ bản làm cho chúng trở thành trạngthái kích thích. Tuy nhiên trạng thái này không bền, khoảng 10-6 - 10-9 giây, nó nhanhchóng trở về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn hoặc mức cơ bản và giải toả nănglượng dưới 3 dạng chủ yếu sau:1. Biến đổi hóa học của chất ( thí dụ chuyển hoá Fe3+ thành Fe2+).2. Giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng (huỳnh quang)3. Biến đổi năng lượng thành chuyển động quay, dao động của nguyên tử, chuyển dịch electron lên mức năng lượng mới và cuối cùng là giải phóng nhiệt. Các biến đổi trên tuỳ thuộc chất hấp thụ và năng lượng ánh sáng kích thích, tuynhiên hai dạng biến đổi sau được sử dụng nhiều trong phân tích. 1.ĐẠICƯƠNGVỀPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHQUANG HỌC1.2SỰBIẾNĐỔINĂNGLƯỢNGKHISÓNGĐIỆNTỪTÁCDỤNGVỚIVẬTCHẤT Trường hợp thứ nhất, sự biến đổi hoá học xảy ra có thể làm tăng hoặc giảm số oxi hoá của chất bị tác động. Trường hợp thứ hai khi bị kích thích, electron nhảy lên mức năng lượng cao hơn và ở trạng thái này với thời gian rất ngắn, khi trở lại trạng thái mức năng lượng thấp hơn, năng lượng giải toả dưới dạng ánh sáng, còn gọi là ánh áng thứ cấp. Do năng lượng đã bị mất một phần do biến thành nhiệt nên ánh sáng thứ cấp có bước sóng dài hơn so với ánh sáng kích thích. 1.ĐẠICƯƠNGVỀPHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCHQUANG HỌC1.2SỰBIẾNĐỔINĂNGLƯỢNGKHISÓNGĐIỆNTỪTÁCDỤNGVỚIVẬTCHẤT Năng lượng biế đổi thành nhiệ năng n t Khi các phân tử nhận năng lượng từ sóng điện từ, phân tử chuyển lên mức nănglượng mới, trạng thái này không bền, năng lượng được chuyển hóa với ba dạng năng: • Phân tử quay xung quanh các trục khác nhau. • Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử dao động tương đối với nhau. • Các electron trong hệ chuyển dịch lên các orbital không liên kết.Cả ba trường hợp này năng lượng nhận được nhỏ chủ yếu là các sóng UV-VIS. Cácelectron trong phân tử được chia làm 4 loại: - Electron ở các quỹ đạo bền, không tham gia liên kết, không hấp thụ UV. - Các electron hóa trị tham gia liên kết, loại này cần năng lượng cao mới kích thích được, thường là vùng tử ngoại nên có khả năng hấp thụ UV. - Các electron tự do không tham gia liên kết, thí dụ các cặp e của N, O, S. các electron này rất dễ kích thích.Loại cuối cùng là các electron tham gia liên kết π, loại này cũng rất dễ bị kích thích đếnπ*.Các thí dụ về chuyể ...