4.1.  Ph­¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô tö ngo¹i vµ kh¶ kiÕn

           

Ph­¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô tö ngo¹i vµ kh¶ kiÕn cßn ®­îc gäi lµ ph­¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô ®iÖn tö, lµ mét trong c¸c ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch dùa trªn sù hÊp thô bøc x¹ ®iÖn tõ.

X¸c ®Þnh ®é hÊp thô

§é hÊp thô A cña mét dung dÞch lµ logarit thËp ph©n cña nghÞch ®¶o ®é truyÒn quang T khi cho ¸nh s¸ng ®¬n s¾c ®i qua. Nã ®­îc biÓu thÞ b»ng ph­¬ng tr×nh:

 

   1                   I_O

                   A   =   Log₁₀  ¾   =  Log₁₀  ¾

                T                  I

 

Trong ®ã:

I: C­êng ®é ¸nh s¸ng ®¬n s¾c sau khi ®· truyÒn qua dung dÞch.

I_o: C­êng ®é ¸nh s¸ng ®¬n s¾c tíi.

T: §é truyÒn quang.

Ngo¹i trõ sù cã mÆt cña c¸c yÕu tè lý - ho¸ häc kh¸c, ®é hÊp thô A tû lÖ víi ®é dµi quang tr×nh d cña ¸nh s¸ng truyÒn qua dung dÞch (bÒ dµy líp dung dÞch) vµ nång ®é c cña dung dÞch chÊt kh¶o s¸t. Sù phô thuéc nµy ®­îc biÓu thÞ b»ng ph­¬ng tr×nh:

A = e ´ c ´ d

Trong ®ã e lµ ®é hÊp thô mol, d ®­îc biÓu thÞ b»ng cm vµ c biÓu thÞ b»ng mol/lÝt.

§é hÊp thô cña dung dÞch chÊt tan ë nång ®é 1% (kl/tt) hay 10 g/l trong mét cãng ®o cã chiÒu dµy 1 cm vµ ®o ë  mét b­íc sãng x¸c ®Þnh lµ ®é hÊp thô riªng cña chÊt tan vµ ®­îc ký hiÖu lµ A (1 %, 1 cm). §é hÊp thô riªng cña chÊt tan ®­îc tÝnh b»ng  c«ng thøc:

 

                10 ´ e

    A(1%, 1 cm)      =   

                         M

 

M lµ khèi l­îng ph©n tö cña chÊt thö.

§é hÊp thô riªng cña mét chÊt trong mét dung m«i x¸c ®Þnh vµ ®o ë mét b­íc sãng x¸c ®Þnh lµ mét ®Æc tÝnh cña chÊt ®ã. Trõ nh÷ng chØ dÉn kh¸c trong chuyªn luËn  riªng, ng­êi ta ®o ®é hÊp thô ë ®é dµi sãng quy ®Þnh vµ sö dông quang tr×nh dµi 1 cm ë 19 ⁰C ®Õn 21 ⁰C.

Ngo¹i trõ c¸c chØ dÉn trong chuyªn luËn riªng, c¸c phÐp ®o ®­îc tiÕn hµnh so s¸nh víi dung m«i hoÆc víi hçn hîp dung m«i ®· dïng ®Ó chuÈn bÞ mÉu thö. §é hÊp thô cña dung m«i hoÆc hçn hîp dung m«i ®o ®èi chiÕu víi kh«ng khÝ kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0,4 vµ tèt nhÊt lµ d­íi 0,2. Khi vÏ phæ hÊp thô, ®Æt ®é hÊp thô hoÆc hµm sè cña ®é hÊp thô trªn  trôc tung vµ ®Æt ®é dµi sãng hoÆc hµm sè cña ®é dµi sãng trªn trôc hoµnh.

Khi mét chuyªn luËn riªng ®­a ra mét trÞ sè riªng lÎ cho vÞ trÝ cña mét cùc ®¹i, ®iÒu nµy ®­îc hiÓu lµ trÞ sè kh¶o s¸t ®­îc cã thÓ lÖch kh«ng qu¸ ± 2 nm.

ThiÕt bÞ

M¸y quang phæ thÝch hîp dïng cho viÖc ®o phæ vïng tö ngo¹i vµ kh¶ kiÕn bao gåm mét hÖ thèng quang häc cã kh¶ n¨ng cung cÊp ¸nh s¸ng ®¬n s¾c trong d¶i tõ 200 ®Õn 800 nm vµ mét thiÕt bÞ phï hîp ®Ó ®o ®é hÊp thô. Hai cãng ®o dïng cho dung dÞch thö vµ dung dÞch ®èi chiÕu cÇn ph¶i cã ®Æc tÝnh quang häc nh­ nhau. Khi ®o trªn m¸y tù ghi hai chïm tia, cãng ®ùng dung dÞch ®èi chiÕu ®­îc ®Æt ë bªn cã chïm tia ®èi chiÕu ®i qua.

KiÓm tra ®é dµi sãng

KiÓm tra thang ®é dµi sãng b»ng c¸ch sö dông cùc ®¹i hÊp thô cña dung dÞch holmium perclorat. V¹ch phæ cña ®Ìn nguån hydro hoÆc ®Ìn deuterium vµ c¸c v¹ch phæ cña ®Ìn h¬i thñy ng©n ®­îc chØ ra ë d­íi ®©y:

Giíi h¹n  sai lÖch cho phÐp lµ ± 1 nm ë vïng tö ngo¹i vµ ± 3 nm ë vïng kh¶ kiÕn.

            241,15 nm (Ho)                      404,66 nm (Hg)

            253,70 nm (Hg)                      435,83 nm (Hg)

            287,15 nm (Ho)                      486,00 nm (Db)

            302,25 nm (Hg)                      486,10 nm (Hb)

            313,16 nm (Hg                        536,30 nm (Ho)

            334,15 nm (Hg)                      546,07 nm (Hg)

            361,50 nm (Ho)                      576,96 nm (Hg)

            365,48 nm (Hg)                      579,07 nm (Hg)

KiÓm tra ®é hÊp thô

KiÓm tra ®é hÊp thô cña dung dÞch kali dicromat ë c¸c ®é dµi sãng chØ ra ë b¶ng 4.1.1. Trong b¶ng mçi ®é dµi sãng cã mét gi¸ trÞ chÝnh x¸c cña ®é hÊp thô riªng A (1%, 1 cm) vµ c¸c giíi h¹n cho phÐp.

§Ó kiÓm tra ®é hÊp thô, dïng mét dung dÞch kali dicromat ®­îc chuÈn bÞ theo c¸ch sau: Hoµ tan 57,0 ®Õn 63,0 mg kali dicromat ®· ®­îc sÊy ë 130 ^o C ®Õn khèi l­îng kh«ng ®æi trong mét l­îng võa ®ñ dung dÞch acid sulfuric 0,005 M ®Ó t¹o thµnh 1000 ml dung dÞch.

B¶ng 4.1.1

§é dµi sãng (nm)	A (1%, 1 cm)	Giíi h¹n cho phÐp
235	124,5	122,9 - 126,2
257	144,0	142,4 - 145,7
313	48,6	47,0 - 50,3
350	106,6	104,9 - 109,2

§é hÊp thô cña dung dÞch kali dicromat chuÈn chøa ®óng 60,06 mg K₂Cr₂0₇ trong 1000 ml acid sulfuric 0,005 M, ®o trªn m¸y víi cãng ®o cã quang tr×nh dµi 1 cm, ®­îc chØ ra ë b¶ng 4.1.2.

B¶ng 4.1.2

§é dµi sãng (nm)	§é hÊp thô
235	0,748
257	0,865
313	0,292
350	0,640

Dung sai ®é hÊp thô lµ ± 0,01

Giíi h¹n ¸nh s¸ng l¹c

¸nh s¸ng l¹c cã thÓ ®­îc ph¸t hiÖn ë ®é dµi sãng ®· cho b»ng kÝnh läc thÝch hîp, hoÆc dung dÞch hãa chÊt thÝch hîp, thÝ dô ®é hÊp thô cña dung dÞch kali clorid 1,2% (TT) trong mét cãng ®o cã quang tr×nh dµi 1 cm ph¶i lín h¬n 2,0 ë ®é dµi sãng 200 nm khi so s¸nh víi n­íc cÊt.

§é ph©n gi¶i (cho ph©n tÝch ®Þnh tÝnh)

Khi  cã quy ®Þnh trong chuyªn luËn, tiÕn hµnh kiÓm tra ®é ph©n gi¶i cña m¸y nh­ sau: Ghi phæ cña dung dÞch toluen 0,02% (tt/tt) trong hexan (TT). Gi¸ trÞ tèi thiÓu cña tû sè gi÷a ®é hÊp thô ë cùc ®¹i 269 nm vµ ®é hÊp thô ë cùc tiÓu 266 nm ®­îc quy ®Þnh trong chuyªn luËn riªng.

§é réng khe phæ (cho ph©n tÝch ®Þnh l­îng)

§Ó tr¸nh sai sè g©y ra bëi ®é réng khe phæ, khi sö dông mét m¸y cã ®é réng khe phæ thay ®æi ë ®é dµi sãng ®· chän th× ®é réng khe phæ ph¶i nhá so víi nöa ®é réng cña b¨ng hÊp thô. Nh­ng ®é réng nµy ph¶i ®ñ lín ®Ó thu ®­îc gi¸ trÞ cao cña c­êng ®é ¸nh s¸ng tíi I₀ vµ viÖc thu hÑp ®é réng khe phæ sau ®ã ph¶i kh«ng lµm cho ®é hÊp thô ®äc ®­îc t¨ng lªn.

Cãng ®o ( Cèc ®o)

Dung sai vÒ ®é dµi quang tr×nh cña cãng ®o lµ ± 0,005 cm. Khi ®· ®­îc n¹p ®Çy cïng mét dung m«i, c¸c cãng ®o cã ý ®Þnh sö dông ®Ó chøa dung dÞch mÉu thö vµ ®Ó chøa dung dÞch mÉu tr¾ng ph¶i cã ®é truyÒn quang nh­ nhau. NÕu tiªu chuÈn nµy kh«ng ®­îc ®¸p øng th× cÇn cã sù hiÖu chØnh thÝch hîp.

C¸c cãng ®o cÇn ®­îc lµm s¹ch vµ thao t¸c thËn träng.

Ph­¬ng ph¸p phæ ®¹o hµm bËc hai

Ph­¬ng ph¸p phæ ®¹o hµm lµ sù chuyÓn d¹ng cña phæ hÊp thô sang phæ ®¹o hµm bËc mét, bËc hai hoÆc bËc cao h¬n. Phæ ®¹o hµm bËc mét lµ ®å thÞ cña gradient ®­êng cong hÊp thô (tèc ®é cña sù thay ®æi ®é hÊp thô theo ®é dµi sãng, dA/dl) theo ®é dµi sãng. Phæ ®¹o hµm bËc hai lµ ®å thÞ cña ®é cong cña phæ hÊp thô (d²A/ dl²) theo ®é dµi sãng. NÕu ®é hÊp thô tu©n theo ®Þnh luËt Lambert Beer, ®¹o hµm bËc hai t¹i bÊt kú ®é dµi sãng l nµo còng liªn quan tíi nång ®é bëi ph­¬ng tr×nh sau:

 

d2A	=	d2A(1%, 1 cm)	´ c ´ d
dl2		dl2

Trong ®ã:

A: §é hÊp thô ë b­íc sãng l

A(1%, 1cm): §é hÊp thô riªng ë b­íc sãng l

c: Nång ®é cña chÊt hÊp thô biÓu thÞ d­íi d¹ng % (kl/tt)

d: BÒ dµy cña líp chÊt hÊp thô tÝnh b»ng cm.

ThiÕt bÞ

Lµ mét m¸y quang phæ ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ kiÓm tra ®é dµi sãng, kiÓm tra ®é hÊp thô   ®· nãi ë trªn vµ ®­îc ghÐp nèi thªm mét modul vi ph©n trë - tô cho tÝn hiÖu t­¬ng tù, hoÆc mét vi ph©n kÕ kü thuËt sè, hoÆc mét thiÕt bÞ kh¸c thÝch hîp, t¹o ra ®­îc phæ ®¹o hµm bËc hai. M¸y ®­îc sö dông theo sù h­íng dÉn cña h·ng s¶n xuÊt.

Mét vµi ph­¬ng ph¸p t¹o phæ ®¹o hµm bËc hai ®­a ®Õn sù tr«i sãng so víi vÞ trÝ cña ®é dµi sãng ë phæ bËc kh«ng, ®iÒu nµy cÇn ®­îc tÝnh ®Õn khi cÇn thiÕt. Trõ khi cã nh÷ng chØ dÉn kh¸c trong chuyªn luËn riªng, ®é réng khe phæ cña m¸y ph¶i ®­îc ®iÒu chØnh nh­ chØ dÉn trong môc ®é réng khe phæ ë trªn.

C¸c cãng ®o ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu quy ®Þnh trong môc Cãng ®o.

NhiÖt ®é cña tÊt c¶ c¸c dung dÞch dïng trong phÐp thö kh«ng ®­îc kh¸c nhau qu¸ 0,5^oC.

§é ph©n gi¶i

Khi ®­îc quy ®Þnh trong chuyªn luËn riªng, ta ghi phæ ®¹o hµm bËc hai cña dung dÞch toluen 0,020% trong methanol (TT) trong d¶i ®é dµi sãng tõ 255 nm ®Õn 275 nm, dïng methanol (TT) trong cãng ®èi chiÕu. Phæ ph¶i thÊy râ mét cùc tiÓu nhá ë gi÷a hai cùc tiÓu  lín trong kho¶ng 261 nm vµ 268 nm.

Trõ khi cã chØ dÉn kh¸c trong chuyªn luËn riªng, tû lÖ A/B gi÷a kho¶ng c¸ch A tÝnh tõ cùc ®¹i t¹i 263 nm ®Õn cùc tiÓu t¹i 265 nm (cùc tiÓu nhá nãi trªn) víi kho¶ng c¸ch B, tÝnh tõ cùc ®¹i t¹i 263 nm nãi trªn ®Õn cùc tiÓu t¹i 261 kh«ng ®­îc nhá h¬n 0,2 ( xem h×nh 4.1.1).

 

H×nh4.1.1