CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VE PHAN TÍCH TRAC QUANG 1. Định nghĩa [l] Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phản tích quang học dựa trén sự tương tác chon lọc giữa chất cin xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hỏng ngoại. Nguyễn tắc chung của phương pháp phan tích trắc quang là muốn xác định một câu tử X nao đó, ta chuyển nó thành hợp chất có kha năng hấp thy ánh sáng rồi đo sự hap thụ ánh sáng của nó va tir đó suy ra hàm lượng cấu tử X can xác định.
Các mức năng lượng trong phân tử [1] Nội năng trong phan tử bao gồm ba phan chính: Năng lượng chuyển động của electron (electron hóa trị), kí hiệu E,. - Nang lượng dao động của các nguyên tử trong phân tử, khi hiệu E,. Năng lượng chuyển động quay của toàn phân tử, kí hiệu E,. Ngoài ra còn năng lượng chuyển động tịnh tiến của phân tử mà người ta thường không xét tới vì năng lượng này liên tục.
Do đó ta có thé biểu diễn nội năng E của phan tử dưới dạng biểu thức gần đúng như sau: E=E,+E,+E, Các năng lượng này đều được lượng tử hóa và các mức năng lượng trong phan tử hợp thành phổ năng lượng phân tử. Mỗi phân tử có nhiều mức của electron (gọi là có nhiều mức e), có nhiều mức đao động của nguyên tử (gọi là mức v) và nhiều mức chuyển động quay (gọi là mức j). Do đó mỗi phân tir có vô số mức năng lượng có thể có. Tuy vậy, ở trạng thái cơ ban cua phân tử chi có một mức năng lượng xác định.
Cơ sở vật lý của màu sắc [2] Ảnh sáng là những bức xạ điện từ có những bước sóng khác nhau hay dòng photon có năng lượng khác nhau. Những dao động điện tử quan trọng nhất trong phân tích trắc quang có độ dài sóng như sau: Khóa luận tốt nghiệp 2006 - 2010 GVHD: ThS Lê Ngọc Tứ SVTH: Phan Thị Xuân Hoa Bước sóng (nm) 200 400 800 Miễn phỏ trngoai | Miền phétirngoai | Mién phổ khakién Mién phd hồng ngoại chân không Các photon ở miễn bước sóng ngăn có năng lượng lớn ( E=hu== ). Năng lượng photon ơ miễn pho tử ngoại va kha kiến xắp xi bằng năng lượng liên kết. Như vậy các dao động điện từ có thé chuyển các electron liên kết các nguyên tử trong phan tử sang trạng thái kích thích.
Các liên kết càng bén thi chi bị kích thích bởi những photon có năng lượng lớn (vùng tử ngoại xa). càng kém bén thì cảng dễ bị kích thích (có thé dùng photon vùng khả kiến). Các photon miễn pho hong ngoại có năng lượng rit thắp tử 1,5+15 kcal/mol nên không kích thịch được electron hóa trị, nó chi có thé gây nên đao động cua từng nguyên tử hay nhóm nguyên tử trong phân từ. Vi vậy quang phd hap thụ tử ngoại và khả kiến còn gọi là quang phố electron, còn quang phỏ hap thụ hồng ngoại gọi là quang phổ phản tử.
Cơ sở hóa học của màu sắc (1), [2] Sự hấp thy các tia sáng thuộc miền khá kiến hay tử ngoại làm kích thích hệ electron của phân tử , Ở trạng thái kích thích phân tử không bén vững, chỉ tổn tại trong thời gian rất ngắn (khoảng 10Ÿ sec) nó có xu hướng trở vé trạng thái cơ bản có năng lượng thấp, phan tử lại giải tỏa ra năng lượng đưới ba dang chủ yếu sau: - Nang lượng giải tỏa gây nên sự biến đổi tính chất hóa học của các chất. Nghiên cứu sự biến đổi này thuộc ngành quang hóa. Hiện tượng quang hóa hiện nay còn ít được sử dụng trong phân tích trắc quang. Năng lượng giải tỏa ra dưới dạng ánh sáng.
hiện tượng này gọi là phát quang. Hiện tượng này được ứng dụng trong phân tích định tính vả định lượng. nó là cơ sở của phương pháp phân tích phát quang - Trong đại đa số trường hợp. năng lượng kích thích biến thành chuyển động nhiệt.
Sự chuyên năng lượng kích thích của hệ electron thành chuyển động nhiệt là cơ sở của phương pháp trắc quang dùng dé xác định hàm lượng chất phản tích theo độ hap thụ ánh sáng. Khóả luận tốt nghiệp 2006 - 2010 GVHD: ThS Lê Ngọc Tứ SVTH: Phan Thị Xuân .ius Do năng lượng chỉ giải tỏa ra dưới dang nhiệt ma ta có thé nhận được màu sắc của các chất. Như vậy giữa mau sắc của một chất với kha năng hap thụ ảnh sang của nó liên quan với nhau. Sự liên quan đỏ được thấy trong bảng sau: _ ME TTcEuSnMBpW —_ Bice NH aT ee ee | Wwơmsm —| Da can G000) Lục cham Đỏ (625- ]00nm) Ta có thé định nghĩa chat màu như sau: - Các chất hắp thụ ánh sáng chọn lọc trong một ving phỏ nhất định.
Nếu chất hdp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến thi chất có màu. Màu mà mắt ta trông thấy được là màu bổ sung của màu bị hắp thụ hoặc là màu của sự pha trộn các màu còn lại. - Chi có các vật đen tuyệt đổi mới hấp thụ mọi tia sáng trong vùng khả kiến và biến thành nhiệt. - Không có chất nào là không hấp thụ ánh sáng.
Những chất không màu như nước, benzen, thủy tinh thì không hấp thụ các tia trong vùng khả kiến nhưng lại hap thụ mạnh các tia sáng trong vùng tử ngoại. Cac định luật hấp thy cơ bản {1}, [2] 1. Định luật Bughe-Lamber Bằng thực nghiệm, năm 1920 nhà bác học Bughe (Pháp) vả sau đó là Lamber (Đức) đã thiết lập được định luật Bughe-Lamber: "những lớp chất có chiều dài đồng nhất trong những điều kiện khác như nhau luôn luôn hap thu một tí lệ như nhau của dòng sáng roi vào những lớp chat 46”.1) Khóa luận tốt nghiệp 2006 — 2010 GVHD: ThS Lẻ Ngọc Tit S 7111: Phan Tnị Xuan Hoa Trong đó: 1, — Cường độ dòng sáng tới chiếu vào dung dịch. | — Cường độ dòng sáng sau khi di qua lớp dung dịch k ~ Hệ số tắt, phụ thuộc vảo bán chat chat hip thụ va bước sóng ánh sang tới.
|~ Chiều day lớp dung địch mau. Định luật Beer Năm 1952 Beer đã xác định được rằng, hệ số k phụ thuộc ty lệ với nồng độ của chat hap thụ trong dung dịch: ¬ sự hap thụ dong quang năng tỷ lệ bậc nhất với số phân tử mà dòng quang năng đi qua nó”.2) Trong đó: C ~ Nong độ chat hap thụ (iong/1, mol/1). € - Hệ số không phụ thuộc vào nông độ. Định luật cơ bản của sự hấp thy ánh sáng Bughe-Lamber-Beer Kết hợp hai định luật trên ta được định luật cơ bản của sự hấp thụ anh sáng Bughe- Lamber-Beer: I=, .4) Với A = lgˆ- là mật độ quang của dung địch.
Nếu nồng độ C được biểu diễn bằng mol/l, | bằng cm thì ¢ được gọi là hệ số hấp thụ phân tử gam hay hệ số tắt phan tử gam (1. Định luật cộng tính Khi trong dung dịch có nhiều cấu tử màu tổn tại độc lập với nhau (không tương tác hóa học với nhau) thi mật độ quang của dung dịch ở các bước sóng đã cho bằng tống mật độ quang của các cấu tử mau của dung dịch ở bước sóng. Gia thiết hệ có n cầu tử như vậy: A, B, C.N thì theo định luật cộng tính có: Ais Aj+Aj4+Aj+.6) Khoa luân tốt nghiệp 2006 — 2010 GVHD. Th§ Lê Ngọc Tu SVTH Phan Thị Xuân Hoa CHƯƠNG 2.
ĐẠI CƯƠNG VỀ DONG, KEM VÀ ZINCON 2. — Đại cương về đồng 2. Đặc điểm nguyên tử [17] Bảng 2. Đặc điểm "an tử “ Trang thai vat chat Ran 1.653 °F) Tên, Ký hiểu, Sỏ đồng, Cu, 29 $ HC 4 rr Trang thái trật tự từ nghịch tử Phan! khu ti kuẩn | “” Thẻ tích phân tự 7,11 x10” m3/mol Nhóm, Chu ky, Khối 1I,4.3 klma Khoi lượng néng 8920 kg/m? Nhiệt nóng chạy 13,05 kJ/mol _Đúxng 3.358K TT an, a | Khỏi lương nguyêntu 63,546 dv, ' nguyên Bán kính tử 135(145)pm a aimed ((eale) Nhiệt dung riêng 380 J/0kg-K) (Bánkínhsônghoái — 138pm _ Đồ dẫn điện 599x108 | Bánvan kí de n als 140 pm Wah | Độ dân nhịp 401 W/(m:K) | Cầu hình electron [Arlad'%4s! | lương Nang ion hóa an _— , £ trên mus nâng eng 2, 8, 18,1 3.
Trang thái Oxi hóa 2, | (bazơ nhẹ) Cau trúc tinh thẻ hình lập phương Đông là nguyên tô thuộc nhóm IB trong bang hệ thông tuần hoản, ở trang thái đơn chat Cu tắm cỏ màu đỏ, Cu vụn có mau đỏ gach, déo dé kéo sợi va dat mỏng (có thé dat 10 Khóa luận tốt nghiệp 2006 — 2010 GVHD: ThS Lê Ngọc Tứ SV*H: Phan Thi Xuân Hoa mỏng đến 0,0025 nm, mong hơn giấy viết 5-6 lần). Đồng có độ dẫn điện va dẫn nhiệt rất cao (chỉ kém bạc). Tên latinh cuprum xuất phát từ chữ cuprus là tên latinh của hòn đảo Kipr. nơi ngày xưa người Cé La Mã đã khai thác quặng đồng và chế tác đồ đồng.
Độc tính của đồng [3], [4] Đồng có một lượng bé trong thực vật vả động vật, trong cơ thé con người đồng có nhiều trong thành phần của một số protein, enzim và tập trung chủ yếu ở gan. Hợp chất của đồng can thiết với qua trình tổng hợp hemoglobin và photpholipit, sự thiếu đồng gây ra sự thiểu máu. Hợp chất của đồng không độc bảng hợp chất của các kim loại nặng khác như chỉ va thủy ngân nhưng muỗi đồng rất độc với nắm mốc vả rêu tảo. Ứng dụng [3], [4] Trong thực tế Cu được dùng trong hai nghành chủ yếu là kỳ thuật điện và luyện kim, trong kỹ thuật điện đồng được dùng dé chế tạo dây dẫn (ở dạng tinh khiết) dựa vào tinh dẻo, tính dẫn điện, tính bền.
Trong luyện kim dùng dé chế tạo nhiều hợp kim với ứng dụng khác nhau như đồng thau là hợp kim Cu-Zn (45%Zn) có tính cứng và bền hơn đồng dùng để chế tạo các chỉ tiết máy, chế tạo các thiết bị dùng trong công nghiệp đóng tàu biển, hợp kim Cu-Au trong đó 2/3 Cu, 1/3 Au (còn gọi là vàng 9 cara) dùng dé đúc tiền vàng. vật trang trí. Hợp chất của đồng [3], (4], [5] Trong các hợp chất đồng có số oxi hóa là +1, +2 Đa số hợp chất của Cu” đều ít tan trong nước, tuy có cấu hình d'° nhưng ở trong nước muéi Cu” tự phân hủy 2Cu° sCu+Cu* E°=+0,38V Đa số muối Cu”* dễ tan trong nước, bị thủy phân và khi kết tinh từ dung dịch thường ở dạng hidrat, dung dịch loãng của muối tan có mau lam, mau của ion [Cu(H,0)]** trong khi ở trạng thái ran các muối cỏ màu khác nhau. Tinh axit — bazơ Đồng có hai trạng thái hóa trị chủ yếu 1a Cu(II) và Cu(1) nhưng Cu(I) không bền.
trong dung địch thực tế không có cation Cu’, chỉ gặp ở dang phức chất hoặc hợp chất it tan.