Chương 7: Phân tích chất lượng nước

Quang phổ học là một môn học chính yếu trong thiên văn học, nó đã được ứng dụngthành công để nghiên cứu về khí quyển trong hành tinh chúng ta.Cách đây 200 năm, Joseph von Fraunhofer (1787-1826) lần đầu tiên sản xuất loại máyđo quang phổ mà tính năng không có gì sánh kịp lúc bấy giờ. Ông ấy đã khám phá rarất nhiều các đường tối trong quang phổ của ánh sáng mặt trời.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 7: Phân tích chất lượng nước Phân tích chất lượng nước CHƯƠNG 7 PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC1 ỨNG DỤNG THUYẾT PHÂN TỬ UV-VIS TRONG PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC1.1 Sơ lược lịch sử nghiên cứu về quang phổQuang phổ học là một môn học chính yếu trong thiên văn học, nó đã được ứng dụngthành công để nghiên cứu về khí quyển trong hành tinh chúng ta.Cách đây 200 năm, Joseph von Fraunhofer (1787-1826) lần đầu tiên sản xuất loại máyđo quang phổ mà tính năng không có gì sánh kịp lúc bấy giờ. Ông ấy đã khám phá rarất nhiều các đường tối trong quang phổ của ánh sáng mặt trời.Ông ấy có thể xác định chính xác độ dài bước sóng của nhiều Fraunhofer lines(vạch) và thuật ngữ này ngày nay vẫn được dùng. Tuy nhiên, trong thời gian này ôngấy không hiểu được những cơ sở vật lý và ý nghĩa về những vấn đề mà ông ấy khámphá ra.Hình 7-1. Thiết bị Spektralapparat thiết kế bởi Gustav R. Kirchhoff và Robert W. Bunsen (1823)Thành tựu quan trọng kế tiếp về Fraunhofer lines là quá trình tìm ra nguyên lý vậtlý của sự hấp thu và phát xạ vào năm 1859 với sự cộng tác của nhiều nhà vật lý nổitiếng như Gustav R. Kirchhoff (1824-1887), Robert W. Bunsen (1811-1899) tạiHeidelberg. Thiết bị mà họ sử dụng là Spektralapparat, họ ghi nhận được quá trìnhphát xạ rất đặc biệt của nhiều nguyên tố khác nhau. Với phương pháp này họ đã tiếptục khám phá ra 2 nguyên tố mới là Cäsium và Rubidium, họ chiết được một lượng rất 139Quản lý chất lượng nước nuôi trồng thủy sảnnhỏ (7g) từ 44.000 lít nước khoáng gần núi Bad Nauheim, Germany. Sự khám phánày là nền tảng cho sự khám phá tiếp theo về sự hấp thu và phát xạ của hấp thu phântử.Năm 1879 Marie Alfred Cornu thấy rằng, những tia có bước sóng ngắn của bức xạmặt trời trên bề mặt trái đất bị hấp thụ bởi khí quyển. Một năm sau đó, Walther NoelHartley mô tả rất tỉ mỉ về sự hấp thụ UV của O 3 với độ dài bước sóng 200 và 300 nmvà nó trở nên rõ ràng hơn khi họ phát hiện ra rằng O 3 chứa đầy trong bầu khí quyển.In 1880, J. Chappuis khám phá ra sự hấp thu trong vùng khả kiến (400-840nm). Năm1925 Dobson phát triển một máy quang phổ mới rất ổn định sử dụng lăng kính bằngthạch anh.1.2 Đại cương về quang phổTrong quang phổ học, ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng khả kiến), tia hồng ngoại, tia tửngoại, tia Rơnghen, sóng radio... đều được gọi chung một thuật ngữ là bức xạ.Theo thuyết sóng, các dạng bức xạ này là dao động sóng của cường độ điện trường vàcường độ từ trường, nên bức xạ còn được gọi là bức xạ điện từ.Sau thuyết sóng, thuyết hạt cho thấy bức xạ gồm các hạt năng lượng gọi là photon 8chuyển động với tốc độ ánh sáng (c = 3.10 m/s). Các dạng bức xạ khác nhau thì khácnhau về năng lượng hν của các photon. Ở đây, năng lượng của bức xạ đã được lượngtử hóa, nghĩa là năng lượng của bức xạ không phải liên tục mà các lượng tử nănglượng tỉ lệ với tần số ν của dao động điện từ theo hệ thức Planck. ε = hν - 34 h = 6,625.10 J.s : hằng số Planck.Louis de Broglie đã đưa ra thuyết thống nhất cả khái niệm sóng và khái niệm hạt củasóng ánh sáng. Ánh sáng vừa có tính chất sóng vừa có tính chất hạt. Tổng quát hơn làbức xạ có bản chất sóng hạt. Nội dung như sau:Hạt có khối lượng m chuyển động với vận tốc v có bước sóng đi đôi với nó là λ chobởi hệ thức: h h λ = = mv pTrong đó : p = mv là động lượng của hạt λ là bước sóng (de Broglie) h = 6,625.10 -34 J.s là hằng số Planck.140 Phân tích chất lượng nước1.2.1 Các đại lượng đo bức xạ điện từBước sóng λ : Là quảng đường mà bức xạ đi được sau mỗi dao động đầy đủ. 8 7Đơn vị: m, cm, m, nm, ηm =104 o o A . (1cm = 10 A = 10 m)Tần số ν : Là số dao động trong một đơn vị thời gian (giây) cTrong 1 giây bức xạ đi được c cm và bức sóng λ cm, vậy: ν = λ 8Lưu ý: Bức xạ truyền trong chân không với vận tốc c = 2,9979.10 m/s (thường lấy 8tròn 3.10 m/s) ...