Tiểu luận: Phương pháp trắc quang

TIỂU LUẬN: PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANGGVHD: HOÀNG XUÂN THẾNHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 3BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCMLỚP 08CDSHUV /Vis spectral regionViolet:   400 - 420 nm Indigo:   420 - 440 nm Blue:   440 - 490 nm Green:   490 - 570 nm Yellow:   570 - 585 nm Orange:   585 - 620 nm Red:   620 - 780 nm Đại cương về bức xạ điện từ và phổ: Bức xạ điện từ và phổĐịnh nghĩa: Bức xạ điện từ là một dạng năng lượng có tính sóng và hạtĐặc điểm: Bức xạ điện được đặc trưng bằng bước sóng, độ lớn bước sóng của bức xạ thường nằm trong vùng 109 nm đến hàng ngàn km. Khi chuyển động trong không gian,nó di chuyển dưới dạng sóng, vì vậy nó còn được gọi là sóng điện từ. Tập hợp các bức điện từ có bước sóng khác nhau gọi là phổNguyên nhân tạo ra bức xạ điện từ: Bức xạ điện từ thường được tạo ra bởi sự tương tác của một nguồn năng lượng nào đó với vật chất chẳng hạn như cơ năng, nhiệt năng, điện năngNgoài ra, sự giải phóng năng lượng của vật chất ở trạng thái năng lượng cao không bền như sự phát xạ của nguyên tử, phân rã phóng xạ, sự phát huỳnh quangSự phân chia phổ bức xạ điện từ : có 2 cáchCách1: Theo độ dài của bước sóngSTTTên bức xạVùng Giải thích1Tia Sóng siêu ngắn2Gama rayNhỏ hơn 1APhổ Gama3X-ray1÷10APhổ tia X ronghen4Sorft X-Ray10÷100APhổ tia X ronghen5Vacuum UV100A÷200nmPhổ tử ngoại chân không6UV200÷400nmPhổ tử ngoại7VIS400÷800nmPhổ khả kiến8Near IR800÷0.8μmPhổ hồng ngoại gần9IR0.8÷2.5μmPhổ hồng ngoại10Far IR2.5÷400μmPhổ hồng ngoại xa11Micro Wave0.04÷25cmPhổ vi sóng12Short wave0.025÷1mPhổ sóng ngắn13UV&FM1÷10mPhổ sóng TV và UF14Radio wave10÷2500mPhổ sóng radio15Long wave>2500mPhổ sóng dài16Very long>10kmPhổ sóng rất dàiNhận xét: theo cách phân loại này thì tính tuần tự dài theo độ sóng, năng lượng sẽ giảm dần, bước sóng tăng dần. Nhược điểm của cách phân chia này không rõ ràng giữa các vùng sóng, không nói lên được bản chất của vùng phổ Cách2: Theo bản chất của mỗi loại phổ: Phổ nguyên tử gồm 2 loại:Của điện tử hóa trị tự do khi chuyển mức năng lượng. Thuộc dạng này có phổ phát xạ nguyên tử, phổ hấp thu nguyên tử, phổ huỳnh quang nguyên tử.Của các điện tử nội bên trong như các điện tử lớp K, lớp L hoặc sát hạt nhân. Thuộc loại này có phổ tia X và phổ γ.Phổ phân tử :các phổ phân tử này là do sự chuyển mức năng lượng của các điện tử hóa trị ở trạng thái liên kết và cặp điện tử hóa trị tự do của các nhóm phân tử, hoặc các gốc tự do có trong phân tử quyết định. Thuộc loại này gồm có phổ hấp thụ UV, phổ hấp thụ vùng VIS, phổ hồng ngoại IR, phổ tán xạ Raman, phổ phát xạ huỳnh quang phân tử.Phổ khối lượng: Được sinh ra và quyết định bởi khối lượng của các nguyên tố và đồng vị hoặc do khối lượng các mảnh, các nhom 1phân tử chất hấp thụ tạo nên.Phổ cộng hưởng từ: Do điện tử trong phân tử hoặc do proton trong phân tử quyết định. Tương ứng với 2 cơ chế có phổ cộng hưởng từ của điện tử và cộng hưởng từ hạt nhânTHUYẾT VÂN ĐẠO PHÂN TỬ MO (MOLECULAR ORBITAL) Những luận điểm cơ bản của thuyết MO:Nếu trong nguyên tử mối electron được miêu tả bằng một hàm sóng ψ Orbital nguyên tử thì trong phân tử mối electron được miêu tả bằng một hàm sóng ψ Orbital phân tử (MO). Xác xuất tìm thấy electron trong một thể tích dv của phân tử cũng là ψ2dv tương tự nguyên tử.Trong mỗi Orbital phân tử electron đặc trưng bằng một bộ số các lượng tử, các Orbital phân tử với các tên: б,π,б, ΦCác electron của phân tử được phân bố trên các MO theo: nguyên lí Pauli (Mỗi MO chỉ chứa tối đa 2electron), nguyên lí vững bền (Ở trạng thái cơ bản , trong nguyên tử,các electron sẽ chóan những mức năng lượng thấp trước rồi đến trạng thái năng lượng có mức cao hơn tiếp theo), qui tắc Hund (Trong một phân lớp, các electron được sắp xếp sao cho tổng số các spin là cực đại).Từ các AO của các nguyên tử tham gia tạo thành liên kết, suy ra MO của các phân tử mới tạo thành bằng cách tổ hợp tuyến tính các AO ban đầu. n AO tổ hợp cho nMO. Yêu cầu các AO tham gia tổ hợp liên kết: -Có năng lương gần bằng nhau. -Có mức xen phủ đáng kể. -Có tính đối xứng giống nhau đối với trục nối tâm 2 nguyên tử.Tổ hợp tuyến tính 2 OrbitalGiả sử một phân tử tạo thành 2 nguyên tử A và B, mỗi nguyên tử có một AO tham gia liên kết ψa , ψb thì MO phân tử tạo thành có hàm sóng ψ= ca ψa ± cb ψbca, cb: Hệ số đánh giá sự đóng góp các AO vào sự tạo thành MOTổ hơp tuyến tính cộng các AO cho MO có năng lượng thấp hơn AO xuất phát (MO liên kết): ψ+= ca ψa + cb ψbTổ hơp tuyến tính trừ các AO tạo ra cho MO có năng lượng lớn hơn AO xuất phát (MO phản liên kết_MO*): ψ-=ca ψa - cb ψbĐộ bội= bậc liên kết= (số e trên MO liên kết-số e trên MO phản liên kết)/2Bậc liên kết càng lớn liên kết càng bền  độ dài liên kết càng ngắnBậc liên kết =0 liên kết không hình thành Sự chuyển mức năng lượng electron với hấp thụ bức xạ UV_VIS:Các bức xạ UV_vis có năng lượng khá lớn nên có khả năng làm thay đối mức năng lượng của các electron từ trạng thái cơ bản kích thích.Các electron б trong liên kết đơn C-C, C-H.Các electron π trong liên kết bội, hệ thống thơm.Các electron n của cặp electron tự do không tham gia kiên kết của N,O,halogen Electron б chuyển lên trạng thái kích thích б*  cần có năng lượng lớn vì khỏang cách lớn.Electron π chuyển lên trạng thái kích thích π* cần có năng lượng nhỏ vì khỏang cách gần. CÔ SÔÛ LÍ THUYEÁTCaùc phaân töû,ôû ñieàu kieän bình thöôøng, chuùng toàn taïi ôû traïng thaùi cô baûn,traïng thaùi naøy coù naêng löôïng thaáp vaø beàn vöõng.Khi coù moät chuøm saùng (chuøm proton) kích thích vôùi taàn soá thích hôïp,thì caùc ñieän töû hoùa trò(ñieän töû lieân keát) trong phaân töû seõ haáp thu naêng löôïng cuûa chuøm saùng vaø chuyeån leân traïng thaùi coù kích thích coù naêng löôïng cao hôn. Theo cô hoïc naêng löôïng töû,ôû traïng thaùi cô baûn cuûa phaân töû,caùc ñieän töû lieân keát ñöôïc saép ñaày vaøo caùc orbital lieân keát coù möùc naêng löôïng thaáp.Khi kích thích chuùng seõ coù söï di chuyeån leân caùc möùc coù naêng löôïng cao.Luùc naøy phaân töû ñaõ bò kích thích.Hieäu soá giöõa hai möùc naêng löôïng cô baûn vaø kích thích chính laø naêng löôïng maø phaân töû ñaõ haáp thu ñeå chuyeån töø möùc naêng löôïng cô baûn. Naêng löôïng bò phaân töû haáp thu chính laø naêng löôïng cuûa nguoàn saùng . Quaù trình naøy ñöôïc bieåu thò theo heä thöùc sau: ∆E(e)=E*-E0=h=hc⁄λTrong quaù trình kích thích , cuøng vôùi söï chuyeån möùc naêng löôïng cuûa caùc electron lieân keát , coøn keøm theo söï quay va dao ñoäng cuûa nguyeân töû trong phaân töû döôùi taùc duïng cuûa nguoàn saùng. Toång naêng löôïng maø phaân töû nhaän ñöôïc khi bò kích thích bao goàm ba thaønh phaàn: Ets=∆E(e)+∆E(d)+∆E(q) ∆E(e)>∆E(d)>∆E(q)Vì theá maø phoå UV-VIS khoâng phaûi laø phoå vaïch nhö phoå AES hay AAS. Nhö vaäy,phoå haáp thu phaân töû UV-VIS laø phoå ñöôïc hình thaønh do söï töông taùc cuûa caùc ñieän töû hoùa trò ôû trong phaân töû hay nhoùm phaân töû vôùi chuøm nguoàn saùng kích thích (chuøm tia böùc xaï trong vuøng UV-VIS)taïo ra. Laø phoå toå hôïp söï di chuyeån möùc naêng löôïng cuûa caùc ñieän töû lieân keát,cuûa söï quay vaø söï dao ñoäng cuûa phaân töû.Phoå UV-VIS laø phoå ñaùm chöù khoâng phaûi laø phoå vaïch, như AES,AAS.CƠ SỞ ĐỊNH TÍNH CỦA PHƯƠNG PHÁPĐịnh tính của phương pháp này là dựa vào bước sóng hấp thụ.Để định tính người ta quét sóng, thường là người ta đo độ hấp thu của dung dịch ở các bước sóng khác nhau. Đo từ λ nhỏ λ lớn.Bước sóng nào lớn nhất thì đặc trưng.CƠ SỞ ĐỊNH LƯỢNG CỦA PHƯƠNG PHÁP:Khi ta chiếu 1 chùm sáng có cường độ ban đầu là I0 vào 1 cuvet chứa dung dịch mẫu có độ dầy là L thì có 3 hiện tượng xảy ra : Phần chùm sáng đi qua cuvet có cường độ ITPhần phản xạ và tán xạ theo mọi phương có cường độ là Ir ; IpPhần bị các phân tử cuvet hấp thu có cường độ là IA : Io=IA + IT + Ir + Ip - Gọi A có độ hấp thu quang của phân tử xác định trong dd chứa trong cuvet ở 1 bước sóng xác định thì: Aλ=Lg100/T=2-LgT=LgIo/IT- Nếu trong cuvet có nồng là C (mol/l), trong 1 phạm vi nhất định của C thì mối quan hệ của A va C ta có định luật Beer A=ε.L.Cb Trong đó : b: là 1 hằng số ,01000 vaø caøng lôùn caøng toát.Khoâng coù phaûn öùng phuï xaûy ra (phaûn öùng giöõa ion xaùc ñònh vôùi thuoác thö)ûphản ứng có tính chọn lọc.Cöïc ñaïi haáp thu cuûa saûn phaåm sinh ra töø phaûn öùng phaûi khaùc vôùi cöïc ñaïi haáp thu cuûa thuoác thöû vaø cuûa dung moâi, söï khaùc bieät caøng lôùn caøng toát. Toát nhaát laø dung moâi vaø thuoác thöû khoâng coù cöïc ñaïi haáp thu trong vuøng soùng ño saûn phaåm taïo phöùc laø toát nhaát.LƯƠNG THÙY NGÂN 3008080050TẠ DUY KIỆT 3008080031PHẠM THỊ LIỄU 3008080116TRẦN THỊ LUYÊN 3008080039TRẦM HÙNG MẠNH 3008070036NGUYỄN THỊ NGỌC NGÀ 3008080047VÕ THỊ KIM NGÂN 3008080048NGUYỄN THỊ HỒNG NGỌC 3008080051CHÂN THÀNH CẢM ƠN