4.2. Ph¬ng ph¸p quang phæ hång ngo¹i
M¸y quang phæ
M¸y
quang phæ hång ngo¹i dïng ®Ó ghi phæ trong vïng tõ 4000 cm-1 ®Õn 670
cm-1 (tõ 2,5 mm ®Õn 15 mm) hoÆc trong mét
vµi trêng hîp tíi 200 cm-1 (50 mm). M¸y quang phæ chuyÓn ®æi Fourier
sö dông bøc x¹ ®a s¾c vµ tÝnh to¸n phæ theo d¶i tÇn sè tõ c¸c d÷ liÖu gèc b»ng
chuyÓn ®æi Fourier. C¸c m¸y quang phæ víi hÖ thèng quang häc t¹o bøc x¹ ®¬n s¾c
trong vïng ®o còng cã thÓ ®îc sö dông.
Th«ng
thêng phæ ®îc xem lµ hµm sè cña ®é truyÒn quang T; T lµ tû sè cña cêng ®é
bøc x¹ truyÒn qua vµ cêng ®é bøc x¹
tíi.
§é hÊp thô ¸nh s¸ng (A) lµ logarit thËp ph©n cña
nghÞch ®¶o ®é truyÒn quang .
T = I/Io
Io
= Cêng ®é ¸nh s¸ng tíi
I =
Cêng ®é ¸nh s¸ng truyÒn qua.
ChuÈn bÞ mÉu
§Ó
ghi phæ truyÒn quang hay phæ hÊp thu, chÊt thö ®îc chuÈn bÞ theo mét
trong c¸c ph¬ng ph¸p sau:
ChÊt láng
§o
phæ cña mét chÊt láng díi d¹ng phim gi÷a 2 tÊm ph¼ng trong suèt ®èi víi bøc x¹
hång ngo¹i hay trong cèc ®o cã bÒ dÇy thÝch hîp vµ còng trong suèt ®èi víi bøc
x¹ hång ngo¹i.
C¸c chÊt láng hay chÊt r¾n chuÈn bÞ díi
d¹ng dung dÞch
ChuÈn
bÞ dung dÞch thö víi dung m«i thÝch hîp. Chän nång ®é vµ bÒ dµy cña cèc ®o thÝch
hîp ®Ó cã thÓ ghi ®îc mét phæ tèt. Nãi chung, cã thÓ thu ®îc kÕt qu¶ tèt víi
nång ®é tõ 1,0% tíi 10% vµ bÒ dÇy cña
cèc ®o tõ 0,5 mm tíi 0,1 mm.
C¸c chÊt r¾n
§o
phæ cña chÊt r¾n ®îc ph©n t¸n trong mét chÊt láng (bét nh·o) hay trong mét
chÊt r¾n thÝch hîp (®Üa halid). NÕu cã quy ®Þnh trong chuyªn luËn riªng, lµm
mét phim máng tõ khèi chÊt r¾n nãng ch¶y gi÷a hai tÊm ph¼ng trong suèt víi bøc
x¹ hång ngo¹i.
Bét nh·o
NghiÒn
mét lîng nhá chÊt thö víi mét lîng tèi thiÓu parafin láng hoÆc chÊt láng kh¸c
phï hîp. Dïng tõ 5 ®Õn 10 mg chÊt thö lµ võa ®ñ ®Ó t¹o mét bét nh·o phï hîp. Ðp bét nh·o gi÷a hai
tÊm ph¼ng trong suèt víi bøc x¹ hång ngo¹i.
Viªn nÐn
(®Üa halid)
Trõ
khi cã chØ dÉn kh¸c, nghiÒn 1 - 2 mg chÊt thö víi 300 - 400 mg bét mÞn kali
bromid (IR) hoÆc kali clorid (IR) ®· sÊy
kh«. Lîng nµy thêng ®ñ ®Ó t¹o mét viªn nÐn cã ®êng kÝnh 13 mm vµ cho phæ cã
cêng ®é phï hîp. NghiÒn hçn hîp cÈn thËn vµ r¶i ®Òu nã trong mét khu«n thÝch
hîp. NÐn khu«n cã hçn hîp chÊt thö tíi ¸p suÊt kho¶ng 800 MPa trong ®iÒu kiÖn
ch©n kh«ng. Mét vµi yÕu tè cã thÓ t¹o nªn viªn nÐn kh«ng tèt nh: NghiÒn kh«ng kü
hay nghiÒn qu¸ kü, ®é Èm, c¸c t¹p chÊt trong m«i trêng ph©n t¸n. Viªn nÐn
kh«ng ®¹t yªu cÇu nÕu kiÓm tra b»ng m¾t thÊy viªn nÐn kh«ng ®ång nhÊt vµ kh«ng trong
suèt hay ®é truyÒn quang ë kho¶ng 2000 cm-1 (5 mm) nhá h¬n 75% khi
kh«ng cã b¨ng hÊp thu ®Æc hiÖu ë vïng nµy vµ kh«ng cã bï trõ bªn tia ®èi chiÕu, trõ khi cã chØ dÉn kh¸c.
C¸c chÊt khÝ
Ghi phæ c¸c khÝ trong cèc ®o trong suèt víi bøc x¹ hång
ngo¹i vµ cã quang tr×nh 50 mm - 100 mm.
§èi víi c¸c chÊt khÝ cã hÖ sè hÊp thô hång ngo¹i nhá hoÆc cã ë d¹ng vÕt, ta
dïng c¸c cèc ®o cã hÖ thèng g¬ng, t¹o nªn sù ph¶n x¹ bªn trong cèc nhiÒu lÇn
vµ do ®ã cã thÓ ®¹t quang tr×nh 1 mÐt hoÆc thËm chÝ ®Õn 10 mÐt hoÆc h¬n n÷a.
T¹o
ch©n kh«ng trong cèc ®o vµ n¹p ®Çy khÝ ®Õn ¸p suÊt yªu cÇu nhê mét nót xoay
hoÆc mét van kim víi ®êng chuyÓn khÝ thÝch hîp nèi cèc ®o víi b×nh chøa khÝ
cÇn kh¶o s¸t. NÕu cÇn ®iÒu chØnh ¸p lùc trong cèc ®o ®Õn ¸p suÊt khÝ quyÓn,
dïng mét khÝ trong suèt víi bøc x¹ hång ngäai, thÝ dô khÝ nitrogen hay argon.
§Ó tr¸nh ¶nh hëng sù hÊp thô cña h¬i níc, carbon dioxyd hoÆc nh÷ng khÝ kh¸c cã
mÆt trong bÇu khÝ quyÓn, ®Æt mét cèc ®o t¬ng tù
Ghi phæ b»ng ph¶n x¹ toµn phÇn suy gi¶m
§Æt
mÉu thö tiÕp xóc trùc tiÕp víi l¨ng kÝnh ph¶n x¹ toµn phÇn suy gi¶m
Ghi phæ b»ng ph¶n x¹ nhiÒu lÇn
Khi
cã chØ ®Þnh trong chuyªn luËn riªng, chuÈn bÞ chÊt thö theo c¸c ph¬ng ph¸p
sau:
Dung
dÞch
Hoµ
tan chÊt thö trong dung m«i thÝch hîp theo nh÷ng ®iÒu kiÖn ®· ®îc quy ®Þnh
trong chuyªn luËn riªng. Lµm bay h¬i dung
dÞch trªn tÊm thalium bromo - iodid hoÆc tÊm ph¼ng kh¸c phï hîp.
ChÊt
r¾n
§Æt chÊt
thö trªn tÊm thalium bromo - iodid hoÆc trªn tÊm ph¼ng kh¸c phï hîp sao cho cã
sù tiÕp xóc ®ång ®Òu.
§Þnh tÝnh
§Þnh tÝnh b»ng c¸c chÊt
®èi chiÕu ho¸ häc
ChuÈn
bÞ chÊt thö vµ chÊt ®èi chiÕu theo cïng mét quy tr×nh vµ ghi phæ tõ
4000 cm-1 ®Õn 670 cm-1 (2,5 mm ®Õn 15 mm) trong nh÷ng ®iÒu
kiÖn nh nhau. Cùc tiÓu ®é truyÒn quang (cùc ®¹i hÊp thô) trong phæ cña chÊt
thö vµ chÊt ®èi chiÕu ph¶i t¬ng øng vÒ vÞ trÝ vµ cêng ®é t¬ng ®¬ng.
Khi
phæ cña chÊt thö vµ cña chÊt ®èi chiÕu ë d¹ng r¾n cã sù kh¸c nhau vÒ vÞ trÝ cña
cùc tiÓu ®é truyÒn quang (cùc ®¹i hÊp thu), ph¶i xö lý chÊt thö vµ chÊt ®èi
chiÕu theo cïng mét c¸ch sao cho chóng kÕt tinh hay t¹o thµnh cïng d¹ng, hay tiÕn
hµnh nh m« t¶ trong chuyªn luËn riªng råi míi ghi phæ.
§Þnh
tÝnh b»ng phæ ®èi chiÕu
KiÓm
tra ®é ph©n gi¶i cña m¸y
Ghi
phæ cña phim polystyren cã bÒ dµy 0,04 mm. HiÖu sè x (h×nh 4.2.) gi÷a phÇn tr¨m
truyÒn quang ë cùc ®¹i truyÒn quang A t¹i 2870 cm-1 (3,48 mm) vµ cùc tiÓu
truyÒn quang B t¹i 2851 cm-1 (3,51 mm) ph¶i lín h¬n 18.
HiÖu sè y gi÷a phÇn tr¨m truyÒn quang ë cùc ®¹i truyÒn quang C t¹i 1589 cm-1
(6,29 mm) vµ cùc tiÓu ®é
truyÒn quang D t¹i 1583 cm-1 (6,32 mm) ph¶i lín h¬n 12.
KiÓm
tra thang sè sãng
Cã
thÓ kiÓm tra thang sè sãng b»ng c¸ch dïng phim polystyren. Phim nµy cã c¸c cùc
tiÓu truyÒn quang (cùc ®¹i hÊp thô) ë c¸c sè sãng (tÝnh b»ng cm-1)
B¶ng
4.2. Cùc tiÓu ®é truyÒn quang cña phim polystyren vµ c¸c giíi h¹n cho phÐp
|
3060,0 (±1,5) cm-1 |
|
2849,5 (±1,5) cm-1 |
|
1942,9 (±1,5) cm-1 |
|
1601,2 (±1,0) cm-1 |
|
1583,0 (±1,0) cm-1 |
|
1154,5 (±1,0) cm-1 |
|
1028,3 (±1,0) cm-1 |
Ph¬ng ph¸p:
ChuÈn
bÞ chÊt thö theo chØ dÉn ®i kÌm víi phæ ®èi chiÕu. TiÕn hµnh trong ®iÒu kiÖn
gièng
Ph¬ng ph¸p quang phæ cËn hång ngo¹i
Ph¬ng
ph¸p quang phæ cËn hång ngo¹i lµ kü thuËt ®Æc biÖt h÷u Ých ®Ó ®Þnh tÝnh c¸c
chÊt h÷u c¬. MÆc dï c¸c phæ chØ giíi h¹n trong c¸c céng hëng cña C - H, N - H,
O - H vµ
S –
H, thêng chóng cho c¸c th«ng tin cã gi¸ trÞ. Tuy vËy, c¸c phæ phô thuéc vµo
mét sè th«ng sè nh kÝch thíc h¹t, tÝnh ®a h×nh, vÕt dung m«i, ®é Èm ... mµ
nh÷ng th«ng sè nµy kh«ng thÓ lu«n ®îc kiÓm so¸t. V× lý do nµy, kh«ng thÓ so s¸nh trùc
tiÕp phæ cña chÊt thö víi phæ ®èi chiÕu mµ cÇn xö lý d÷ liÖu b»ng ph¬ng ph¸p to¸n häc ®· ®îc thÈm ®Þnh.