CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU TONG QUAT VE PHƯƠNG PHÁP PHAN TICH TRAC QUANG Phân tích trắc quang là tên gọi chung của các phương pháp phan tích quang học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cin xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hong ngoại. Tương tác này xảy ra ở mức đệ phản tử. OF Các đặc điểm của phương pháp phân tích trắc quang Phương pháp trắc quang ngảy cảng được sử dụng rộng rãi trong các phòng phản tích nông hóa, thay thé din cho phương pháp trọng lượng.
phương pháp thê tỉch cô điện. So di như vậy vì nó có những ưu điểm sau: Nhanh hơn. Trong phương pháp phân tích trọng lượng sau khi thực hiện phản ứng phải mắt nhiều thời gian dé tách kết tủa. rửa kết tua vả chuyển nó thánh dang can.
Trong phương pháp so máu quang điện lập tức sau phan img cỏ thẻ đo ngay cường độ mau. Vi dụ như với lượng Mn vao cờ l.L0'e là không thé cân trên cin phân tích, nhưng lại dé dang định lượng bảng phương pháp so màu. Người ta chuyển Mn”ˆ thành dạng pemanganat và đo cường độ màu của dung dịch thu được. có thể định lượng được ngay cả Mn ở nồng độ I.
với những chất có hàm lượng cao thi các phương pháp cô điển như trọng lượng. thẻ tích cho kết quả chính xác hơn. Với những chất hàm lượng thắp thi phương pháp so mau cho kết qua chính xác hơn vi lúc đó các cân phan tích, dụng cụ đo thẻ tích sẽ khó thực hiện. Sự chẻnh lệch độ nhạy giữa các phương pháp phản tích trong lĩnh vực so màu cao hơn rat nhiều so với sự chênh lệch độ nhạy giữa các phương pháp trong phân tích trọng lượng, phân tích thẻ tích.
Ngoài ra phương pháp so màu quang điện có ưu điểm nữa là có độ đặc trưng cao. quy trính đơn giản hơn. SVTH: Trương Thị Ngọc Lan Trang 6 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Binh Theo ghi nhận của nhiễu bai bảo thi nhìn chung phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp có độ chính xác tốt. Những cai tiền của phương pháp nay không còn ở chỗ thiết bị ma ở chỗ tìm ra được những thuốc thứ có độ nhạy ngảy cảng cao.
độ đúng và độ chính xác ngay cảng tốt hơn. Đặc trưng nang lượng của bức xạ điện từ [3| Cúc bức xạ điện từ bao gôm: ánh sáng nhin thay, các tỉa tử ngoại. tia y, song rađio. Theo mỏ hình sóng, các bức xa điện từ lá những dao động có hai thành phản: điện trưởng va từ trường.
lan truyền theo một phương. Các dao động được đặc trưng bằng bước sỏng À. hay tan số sóng v. Năng lượng của ảnh sáng tại một bước sóng: A 4 h: hang số Plank = 6,625,107” ec.s c: tốc độ ánh sáng = 3.x” Don vị bước sóng được tinh bang nm.
cm, m: Inm = 10A” = 10cm = 10m Những dao động quan trọng đổi với phân tích có độ dai sóng: (nm) | 200 300 400 800 “seamen BE.HẰ mm nan Km Miễn dao | Chân | Miểntử | Miểntử ys ig, | Miễn hing động | không | ngoại xa ngoại gân. ngoại Dé có thé gây ra hiệu ứng hap thụ bức xạ điện tử. năng lượng cua bức xạ điện tử phải phù hợp với hiệu số AE, tương ứng với các mức năng lượng của phan tử. Nghĩa là bước sóng của bức xạ điện từ phải phù hợp với phương trình: he AE =—=hv i SVTH: Trương Thị Ngọc Lan Trang 7 GVHD: Th.
Sự hấp thụ ánh sáng của chất [3] Khi chiếu một dong ánh sáng có cường độ |,, vào một cuvet trong suốt có thành song song đựng dung dịch chat hap thy anh sáng thì cường độ của dòng ánh sáng sau khi ra khoi lớp dung dịch có chiêu day | là 1, yếu hơn so với |,. Nguyên nhân của sự giảm cường độ dòng sáng là do một phan ánh sáng bị phan xa bởi cuvet (1,.), một phân bị khuyếch tan bởi các hạt rắn ở dạng huyền phù của chất hap thụ trong dung dịch (l¿„) va chủ yếu là do sự hap thụ cua chất tan trong dung dich (l„). Ta có thẻ biểu điển tông quát quá trình hap thy ánh sáng khi đi qua dung địch. Dé I„„ = 0 chế tạo thành cuvet trong suốt.
Dé |, = 0 pha chế dung dich trong suốt. Ta không thẻ đo trực tiếp được l„ ma phải đo |, và |, để suy ra ly. Trong thực tế, đo sự chênh lệch giữa Ì, và I„. sự chênh lệch này là lụ, 1.
Các định luật cơ ban về hap thụ ánh sáng [3] 1. Định luật Bouguer-Lambert Bằng thực nghiệm năm 1920 nhà bác học Bouguer (Pháp) và sau đó Lambert (Đức) đã thiết lập định luật Bouguer-Lambert như sau: *Những lớp chất có chiều day đồng nhất trong những điều kiện khác như nhau luôn luôn hap thụ một tí lệ như nhau của dòng sáng roi vào những lớp chất đó”. SVTH: Trương Thị Ngọc Lan Trang 8 GVHD: ThS Nguyễn Van Binh Vẻ mặt toán học: sy phụ thuộc của độ giảm cường độ dòng sang (hay độ hap thụ) vào chiều day của lớp dung dịch được biểu điển bằng phương trình: I=“l,.e" Trong đó: I„: cường độ dong sáng tới chiều vào dung dịch | :cường độ dòng sang sau khi di qua dung dịch ¢: cơ số logarit tự nhiên |: chiêu day của lớp dung dich mau 1. Định luật Beer Năm 1952 Beer đã xác định được hệ sé tắt k tí lệ với nông độ dung dich chat hap thụ anh sang va đưa ra mỗi liên hệ.C Trong đó: C: nông độ dung dich chat hap thụ anh sảng (ion g/l, mol/l) e: hệ số không phụ thuộc vao nông độ k: lá đại lượng đặc trưng cho khả nang hap thụ của một dung dich, gọi là hệ số tắt, phụ thuộc vào bản chất của chat hip thụ va bước sóng A chiếu vào dung dịch.
Định luật Beer được phát biểu như sau: sự hap thụ dòng quang năng tỉ lệ bậc nhất với số phân tử của chất hap thụ mà dòng quang năng đi qua. Dinh luật Bouguer-Lambert-Beer Định luật Bouguer-Lamben khảo sat sự thay đổi của độ hap thụ ánh sang của dung dich cỏ nông độ không đổi khi thay đổi chiều day của lớp dung dịch. Còn định luật Beer khảo sát sự thay đổi của độ hap thụ ảnh sáng của dung dịch có chiều day không đôi khi thay đôi nông độ. Bang cach ket hợp 2 định luật ta được phương trình của định luật cơ ban vẻ hap thụ ánh sáng Iouguer-Lambert-Beer: 1=1,,10% SVTH: Truong Thi Ngoc Lan Trang 9 GVHD; Th.S Nguyễn Van Binh Néu C được biêu diễn theo đơn vị mol/l, chiêu day lớp dung dich | theo cm thi được gọi là hệ số hap thụ phan từ gam hay hệ số tat phân tử gam.
Các đại lượng thường dùng trong phương pháp trắc quang |3| 1. Độ truyền qua T Độ truyền qua T (Transmission), được định nghĩa: T=--=I0* Y nghĩa: độ truyền qua biểu thị độ trong suốt của dung địch khảo sát tại hước song A. Tai bước séng khảo sat ma: F=I (100%) nghĩa là dung dịch trong suốt - không hap thy ánh sang. T=0 (0%) nghĩa la dung dịch như 1a vật đen tuyệt đối.
hấp thụ anh sáng hoàn toản. [ là đại lượng không co thứ nguyên. Mật độ quang A Mat độ quang A (Absorbance), được định nghĩa: Anigit Mật độ quang A có tinh chất cộng tinh: nêu trong một dung dich cỏ nhiều chất hap thụ ánh sáng tén tại độc lập (không tương tác hóa học) thì mật độ quang của dung dịch tại bước sóng khảo sat bằng tông mật độ quang của các cầu tử hắp thụ ánh sảng tại bước sóng đó: A= Áa * Agr. Hệ số hấp thụ phân tử gam (e) Trong biểu thức A=elC.
nếu C(mol/l) va Kem) thi © được gọi là hệ số hap thụ phan tử gam. “%2 " ` : , Thứ nguyén của £ la cm”:mol. SVTH: Trương Thị Ngọc Lan Trang 10 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Binh « được coi la đại lượng khách quan đẻ đánh giá độ nhạy của phản ứng mau. Hợp chat mau có e cảng lớn nghĩa là phan ứng cảng nhạy.
Hệ số hấp thụ phân tử (a) Hệ sé hap thy phân tử lá hệ số hap thụ của chat mau quy vẻ một phân tử hoặc một ion.10” n Thir nguyên của a la cm’. @ cảng lớn tức c cảng lớn thi độ nhạy của phan ime cảng cao. Các điều kiện để dung dịch màu tuân theo định luật Bouguer-Lambert-Beer [3| Đường £ - 2. là trùng khít đổi với các dung dịch của củng một chất ở các nông độ khác nhau Đỏ thị biểu diễn A - C khi | = const 1a một đường thang đi qua gốc tọa độ.
Khi pha hai dung dịch | và 2 của một chất màu sao cho Cụl, = Col ở cùng một A thi A; = Ap. Các đường A - 4 ứng với nông độ C, khác nhau đều có cùng À max - 1. Những nguyên nhân làm cho sự hap thụ ánh sáng của dung dịch không tuân theo định luật Bouguer-Lambert-Beer |3| Anh sang không đơn sắc. Anh sáng không đơn sắc dẫn đến sai lệch am, tức là giá trị A thu được khi dùng ánh sáng không đơn sắc nhỏ hơn giá trị A thu được khi dùng ảnh sáng đơn sắc.
Những nguyên nhân dẫn đến sự thay đỏi trạng thái chất hắp thụ dẫn đến sự thay đổi £: sự tring hợp. khử trùng hợp, sự solvat, khi có mat chất điện li mạnh. SVTH: Trương Thị Ngọc Lan Trang II GVHD: Ths Nguyén Van Binh Anh hưởng của pH: pH có thé ảnh hường đến mức độ hoàn toàn của phan ứng mau dẫn đến thay đổi Cy. có thé ảnh hưởng đến thanh phan phức tạo thành dẫn đến thay đỏi £.
Ảnh hưởng của độ phan li chat mau khi pha loãng. tức là khi pha loãng chất màu có thẻ bị phân li dan đến thay đôi Cur. Ban chất của màu sắc Mỗi chat hap thụ chọn lọc tại vùng anh sáng nhất định. Nếu chat hap thụ trong vùng ảnh sáng khả kiến thi mắt ta nhận thay chat đỏ có máu.
Mau mà mắt ta nhận thay là màu bỏ sung của mau bị hap thụ hoặc là mau của sự pha trộn các mau còn lại. Thi dụ như chat hap thụ anh sáng xanh vi vậy ta thấy chất có máu bỏ sung là mâu đỏ. Tính mang màu của các nguyên tố Sự tạo phức màu của các thuốc thứ không màu với các ion kim loại có một ý nghĩa đặc biệt quan trong trong phản tích. Chỉ những ion kim loại có tính mang màu mới có khả năng tạo phức mảu với các thuộc thử không có màu.
SVTH: Trương Thị Ngọc Lan Trang 12 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Binh Các nguyễn tô có tính sinh mau là nguyên (6 cua những kim loại chuyên tiếp (trừ Bi).