TRÌNH BÀY CƠ SỞ PHỔ PHÂN TỬ VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH VẬT CHẤT
LINK BOX: https://app.box.com/s/b3nxiue3oi8oxenjbwqcsdeu6rzbloqj LINK DOCS.GOOGLE: https://drive.google.com/file/d/1pYYwalK5k1YwffRYbpfVbgvpxvQG2B4c/view?usp=sharing
LINK BOX:
https://app.box.com/s/b3nxiue3oi8oxenjbwqcsdeu6rzbloqj
LINK DOCS.GOOGLE:
https://drive.google.com/file/d/1pYYwalK5k1YwffRYbpfVbgvpxvQG2B4c/view?usp=sharing
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Cơ sở phổ phân tử và<br />
Ứng dụng trong phân tích vật chất
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA <strong>CHẤT</strong><br />
KHOA DẦU KHÍ<br />
BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU<br />
<strong>TRÌNH</strong> <strong>BÀY</strong> <strong>CƠ</strong> <strong>SỞ</strong> <strong>PHỔ</strong> <strong>PHÂN</strong> <strong>TỬ</strong> <strong>VÀ</strong><br />
<strong>ỨNG</strong> <strong>DỤNG</strong> <strong>TRONG</strong> <strong>PHÂN</strong> <strong>TÍCH</strong> <strong>VẬT</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
Nhóm sinh viên thực hiện<br />
1.KIM THANH HÀ<br />
2.NGUYỄN NGỌC HIẾU<br />
3.NGÔ NGỌC HIỂN<br />
Giáo viên hướng dẫn : TS.TỐNG THỊ THANH HƯƠNG
Ý nghĩa<br />
1#<br />
bản chất sự hình thành thành phổ phân tử<br />
2#<br />
Một số Ứng dụng trong phân tích vật chất
Nội dung<br />
SỰ HÌNH THÀNH <strong>PHỔ</strong> <strong>PHÂN</strong> <strong>TỬ</strong><br />
Ứng dụng phổ phân tử<br />
Ví dụ phân tích phổ phân tử
Sự hình thành phổ phân tử<br />
1.Sự bức xạ điện từ và<br />
trạng thái năng lượng của phân tử<br />
2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử<br />
3.Định luật Lambert – beer<br />
4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử
Sự hình thành phổ phân tử<br />
1.Sự bức xạ điện từ và<br />
trạng thái năng lượng của phân tử<br />
2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử<br />
3.Định luật Lambert – beer<br />
4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử
Phân tử tồn tại nhiều chuyển động<br />
• Chuyển động của các phân tử quay hạt nhân<br />
• Chuyển động tuần hoàn của các hạt nhân với<br />
nhau.<br />
• Chuyển động thay đổi hướng toàn phần.
Sự thay đổi trạng thái lượng tử của phân tử sẽ dẫn đến<br />
sự biến thiên năng lượng ∆E<br />
Phân tử chỉ tồn tại trong trạng thái kích thích trong<br />
khoảng thời gian rất ngắn (10 -6 -10 -9 ) và quay trở lại<br />
trạng thái ban đầu.
Q u á t r ì n h p há t xạ<br />
Quá trình một phân tử chuyển trạng thái<br />
lượng tử cao hơn sang thấp hơn và thoát<br />
ra một photon<br />
Quá trình hấp thụ<br />
Quá trình một phân tử chuyển từ trạng<br />
thái lượng tử thấp hơn sang cao hơn và<br />
hấp thụ một photon
Q u á t r ì n h p há t xạ<br />
Quá trình một phân tử chuyển trạng thái<br />
lượng tử cao hơn sang thấp hơn và thoát<br />
ra một photon<br />
Quá trình hấp thụ<br />
Quá trình một phân tử chuyển từ trạng<br />
thái lượng tử thấp hơn sang cao hơn và<br />
hấp thụ một photon
∆E= E cao - E thấp = h.θ<br />
∆E = 0: năng lượng phân tử không thay<br />
đổi khi tương tác với bức xạ điện từ.<br />
∆E > 0: phân tử hấp thụ năng lượng.<br />
∆E < 0: phân tử bức xạ năng lượng
Năng lượng được phân tử lưu giữ dưới ba dạng<br />
quay, dao động và điện tử<br />
∆E = ∆E quay + ∆E dao động +∆E điện tử
“hiện tượng bức xa điện từ của phân tử gây<br />
nên các bước chuyển năng lượng quay, dao<br />
động và điện tử của phân tử là nguồn gốc<br />
thụ”<br />
của các loại phổ hấp
Sự hình thành phổ phân tử<br />
1.Sự bức xạ điện từ và<br />
trạng thái năng lượng của phân tử<br />
2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử<br />
3.Định luật Lambert – beer<br />
4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử
∆E= h.θ<br />
∆E = ∆E quay + ∆E dao động +∆E điện tử<br />
Mỗi bức xạ điện từ có một tần số riêng gọi<br />
là tần số quay θ q , tần số dao động θ d và tần<br />
số kích thích điện từ θ e.
Hiện tượng bức xạ điện từ của<br />
phân tử đã hình thành đám phổ có<br />
tần số xác định<br />
Phổ quay<br />
Phổ dao động – quay<br />
Phổ điện tử - dao động – quay.
Phổ quay<br />
Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm<br />
thay đổi trạng thái quay<br />
Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều<br />
nhau với tần số : θ q = ∆Eq<br />
h<br />
Phổ dao động - quay<br />
Hấp thụ bức xạ ở vùng hồng ngoại gần, trạng thái dao<br />
động bị kích thích<br />
(trạng thái electron vẫn không đổi)<br />
Phổ quay-dao động-điện tử<br />
Hấp thụ bức xạ có nặng lượng lớn hơn như các bức xạ khả kiến<br />
hay bức xạ tử ngoại
Phổ quay<br />
Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm<br />
thay đổi trạng thái quay<br />
Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều<br />
nhau với tần số : θ q = ∆Eq<br />
h
Phổ quay<br />
Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm<br />
thay đổi trạng thái quay<br />
Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều<br />
nhau với tần số : θ q = ∆Eq<br />
h<br />
Phổ dao động - quay<br />
Hấp thụ bức xạ ở vùng hồng ngoại gần, trạng thái dao động<br />
bị kích thích . θ d = ∆Ed<br />
h<br />
(trạng thái electron vẫn không đổi)
Vì∆E d<br />
> > ∆E q nên cùng với sự biến thiên năng lượng dao<br />
động luôn có biến thiên năng lượng quay.<br />
Phổ ta thu được các đám vạch với tần số<br />
θ = θ q + θ q<br />
Phổ dao động - quay ( phổ dao động hay phổ hồng ngoại ).
Phổ quay<br />
Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm<br />
thay đổi trạng thái quay<br />
Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều<br />
nhau với tần số : θ q = ∆Eq<br />
h<br />
Phổ dao động - quay<br />
Hấp thụ bức xạ ở vùng hồng ngoại gần, trạng thái dao động<br />
bị kích thích<br />
(trạng thái electron vẫn không đổi)<br />
Phổ quay-dao động-điện tử<br />
Hấp thụ bức xạ có nặng lượng lớn hơn như các bức xạ khả kiến<br />
hay bức xạ tử ngoại . θ e = ∆Ee<br />
h
Sự thay đổi trạng thái electron luôn có sự thay đổi trạng thái dao<br />
động và trạng thái quay nên ta sẽ thu được đám vạch với tần số<br />
θ = θ q + θ q + θ e<br />
Phổ hấp thụ electron hay phổ electron (phổ tử ngoại – khả kiến ).
Phổ quay<br />
Hấp thụ trong vùng vi sóng hay vừng hồng ngoại xa làm<br />
thay đổi trạng thái quay<br />
Phổ quay thuần túy gồm các vạch rất xít nhau và cách đều<br />
nhau với tần số : θ q = ∆Eq<br />
h<br />
Phổ dao động - quay<br />
Hấp thụ bức xạ ở vùng hồng ngoại gần, trạng thái dao<br />
động bị kích thích<br />
(trạng thái electron vẫn không đổi)<br />
Phổ quay-dao động-điện tử<br />
Hấp thụ bức xạ có nặng lượng lớn hơn như các bức xạ khả kiến<br />
hay bức xạ tử ngoại
Sự hình thành phổ phân tử<br />
1.Sự bức xạ điện từ và<br />
trạng thái năng lượng của phân tử<br />
2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử<br />
3.Định luật Lambert – beer<br />
4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử
3#<br />
Định luật Lambert – beer<br />
Cơ sở để sử dụng phổ hồng ngoại và phổ tử ngoại -khả kiến
Với hai tia sáng có cùng năng lượng nhưng có cường độ<br />
sáng khác nhau :<br />
Độ truyền qua : T= I/I o .100%.<br />
Độ hấp thụ :A= (I o – I )/ I o .100%.
T và A<br />
Phụ thuộc vào bản chất của chất hòa tan . chiều dày d<br />
của lớp mỏng và nồng độ C của dung dịch .<br />
Biểu theo công thức:<br />
aaaaaa<br />
ε gọi là hệ số hấp thụ, C được tính bằng mol/l,<br />
d tính bằng cm và D là mật độ quang<br />
Note :Phương trình trên chỉ đúng với tia đơn sắc
Xây dựng đồ thị từ định luật Lambert - Beer<br />
Trên trục tung: A, D,ε , lg ε, T<br />
Trên trục hoành: tần số bức xạ θ , số<br />
sóng θ, bước sóng bức xạ kích<br />
thích . גּ
(גּ . f( =גּ . D Sự phụ thuộc của D vào bước sóng:<br />
Với cùng một chất nhưng với các tia sáng khác nhau<br />
sẽ cho các đường đồ thị khác nhau.<br />
Dùng phương trình này để phân tích định lượng
Sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ vào chiều dài của bước sóng kích thích<br />
Hai đường biểu diễn này dùng để phân tích cấu tạo của các hợp chất
Sự hình thành phổ phân tử<br />
1.Sự bức xạ điện từ và<br />
trạng thái năng lượng của phân tử<br />
2.Các phương pháp phổ hấp thụ phân tử<br />
3.Định luật Lambert – beer<br />
4.Biểu diễn phổ hấp thụ phân tử
Độ truyền qua (%)<br />
Phổ hồng ngoại<br />
Bước sóng<br />
Phổ thường được ghi dưới dạng thể hiện sự phụ thuộc của<br />
% độ truyền qua vào số sóng ( hoặc bước sóng ) của bức xạ
Hệ số hấp thụ mol<br />
Phổ tử ngoại – khả kiến<br />
Bước sóng<br />
Thể hiện sự phụ thuộc của mật độ quang D (A) vào bước sóng ( hoặc<br />
số sóng )<br />
Để so sánh giữa các chất , giữa các cấu tạo khác nhau thì phổ d thể<br />
hiện sự phụ thuộc của hệ số hấp thụ mol ε (hoặc lg ε ) vào bước sóng.
Nội dung<br />
SỰ HÌNH THÀNH <strong>PHỔ</strong> <strong>PHÂN</strong> <strong>TỬ</strong><br />
Ứng dụng phổ phân tử<br />
Ví dụ phân tích phổ phân tử
Ứng dụng của phổ phân tử<br />
Sử dụng phổ hồng ngoại và<br />
Phổ tử ngoại khả kiến trong phân tích vật chất
# Phương pháp phổ tử ngoại - khả kiến #<br />
Có ý nghĩa quan trọng trong phân tích định tính,<br />
phân tích cấu trúc phân tử và phân tích định lượng
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ở bệnh viện.<br />
Độ nhạy cao<br />
Giới hạn dò trong khoảng 10 -4 đến 10-5 M ,có thể được mở rộng<br />
đến 10 -6 thậm chí 10-7 M với những thủ tục bổ sung.<br />
Độ chọn lọc từ trung bình đến cao<br />
Có thể hấp thụ một chất mà không phải tách khỏi hỗn hợp.<br />
Độ chính xác cao<br />
Sai số nằm trong khoảng 1-5%.
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ,ở bệnh viện
Chất hấp thụ trực tiếp<br />
Những nhóm chức mang màu hữu cơ.<br />
Một số chất vô như những ion kim loại chuyển tiếp mang<br />
màu trong dung dịch như Cu2+,Ni2+hoặc các ion MnO4-,<br />
Cr2O72-…<br />
Chất không hấp thụ trực tiếp<br />
Chất hay ion ví dụ ion kim loại không hấp thụ trực tiếp<br />
hoặc hấp thu với cường độ yếu.<br />
Thêm các thuốc thử vô cơ, để thiết lập môi trường thích<br />
hợp để chuyển toàn bộ chất hoặc ion phân tích về dạng<br />
phức có thể hấp thụ trực tiếp.
Chất hấp thụ trực tiếp<br />
Những nhóm chức mang màu hữu cơ.<br />
Một số chất vô như những ion kim loại chuyển tiếp mang<br />
màu trong dung dịch như Cu2+,Ni2+hoặc các ion MnO4-,<br />
Cr2O72-…<br />
Chất không hấp thụ trực tiếp<br />
Chất hay ion ví dụ ion kim loại không hấp thụ trực tiếp<br />
hoặc hấp thu với cường độ yếu.<br />
Thêm các thuốc thử vô cơ, để thiết lập môi trường thích<br />
hợp để chuyển toàn bộ chất hoặc ion phân tích về dạng<br />
phức có thể hấp thụ trực tiếp
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ở bệnh viện.<br />
Độ nhạy cao<br />
Giới hạn dò trong khoảng 10 -4 đến 10-5 M ,có thể được mở rộng<br />
đến 10 -6 thậm chí 10-7 M với những thủ tục bổ sung.<br />
Độ chọn lọc từ trung bình đến cao<br />
Có thể hấp thụ một chất mà không phải tách khỏi hỗn hợp.<br />
Độ chính xác cao<br />
Sai số nằm trong khoảng 1-5%.
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ở bệnh viện.<br />
Độ nhạy cao<br />
Giới hạn dò trong khoảng 10 -4 đến 10-5 M ,có thể được mở rộng<br />
đến 10 -6 thậm chí 10-7 M với những thủ tục bổ sung.<br />
Độ chọn lọc từ trung bình đến cao<br />
Có thể hấp thụ một chất mà không phải tách khỏi hỗn hợp.<br />
Độ chính xác cao<br />
Sai số nằm trong khoảng 1-5%.
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ở bệnh viện.<br />
Độ nhạy cao<br />
Giới hạn dò trong khoảng 10 -4 đến 10-5 M ,có thể được mở rộng<br />
đến 10 -6 thậm chí 10-7 M với những thủ tục bổ sung.<br />
Độ chọn lọc từ trung bình đến cao<br />
Có thể hấp thụ một chất mà không phải tách khỏi hỗn hợp.<br />
Độ chính xác cao<br />
Sai số nằm trong khoảng 1-5%.
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ở bệnh viện.<br />
Độ nhạy cao<br />
Giới hạn dò trong khoảng 10 -4 đến 10-5 M ,có thể được mở rộng<br />
đến 10 -6 thậm chí 10-7 M với những thủ tục bổ sung.<br />
Độ chọn lọc từ trung bình đến cao<br />
Có thể hấp thụ một chất mà không phải tách khỏi hỗn hợp.<br />
Độ chính xác cao<br />
Sai số nằm trong khoảng 1-5%.
Ưu điểm của phổ tử ngoại khả kiến<br />
Khả năng áp dụng rộng<br />
Phần lớn các chất hữu cơ, vô cơ, hóa sinh hấp thụ trực tiếp và<br />
hấp thụ không trực tiếp.<br />
Khoảng 90% các phân tích trong phòng thí nghiệm ở bệnh viện.<br />
Độ nhạy cao<br />
Giới hạn dò trong khoảng 10 -4 đến 10-5 M ,có thể được mở rộng<br />
đến 10 -6 thậm chí 10-7 M với những thủ tục bổ sung.<br />
Độ chọn lọc từ trung bình đến cao<br />
Có thể hấp thụ một chất mà không phải tách khỏi hỗn hợp.<br />
Độ chính xác cao<br />
Sai số nằm trong khoảng 1-5%.
Một số ứng dụng khác<br />
Xác định hằng số cân bằng, hằng số phân<br />
li và nghiên cứu động.<br />
Là cơ sở của phương pháp đo quang ,<br />
ứng dựng trong nhiều ngành: dược ,<br />
luyện kim , địa chất, nông nghiệp.<br />
Là phương pháp hỗ trợ quan trọng cho<br />
phổ hồng ngoại và cộng hưởng từ hạt<br />
nhân để đồng nhất các chất.
Phổ hồng ngoại<br />
Đồng nhất các chất<br />
Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là<br />
so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.<br />
Xác định cấu trúc phân tử<br />
Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết<br />
cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất.<br />
Phân tích định lượng<br />
Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác<br />
(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis).<br />
Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.
Phổ hồng ngoại<br />
Đồng nhất các chất<br />
Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là<br />
so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.
Phổ chuẩn<br />
Là các tần số ,những tần số này đã được<br />
xác định bởi các nhà khoa học và đã được<br />
đưa vào bảng tra cứu.
Phổ hồng ngoại<br />
Đồng nhất các chất<br />
Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là<br />
so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.<br />
Xác định cấu trúc phân tử<br />
Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết<br />
cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất.<br />
Phân tích định lượng<br />
Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác<br />
(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis).<br />
Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.
Phổ hồng ngoại<br />
Đồng nhất các chất<br />
Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là<br />
so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.<br />
Xác định cấu trúc phân tử<br />
Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết<br />
cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất.<br />
Phân tích định lượng<br />
Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác<br />
(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis).<br />
Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.
Phổ hồng ngoại<br />
Đồng nhất các chất<br />
Số liệu cho kết quả đồng nhất, quá trình đồng nhất là<br />
so sánh phổ của chất nghiên cứu với phổ chuẩn.<br />
Xác định cấu trúc phân tử<br />
Các nhóm chức trong phân tử và đặc tính của liên kết<br />
cũng như cấu trúc và vị trí các nhóm thế trong hợp chất.<br />
Phân tích định lượng<br />
Kém chính xác hơn so với các phương pháp khác<br />
(như phổ tử ngoại khả kiến UV-Vis).<br />
Phân tích dung dịch kết quả chính xác hơn so với mẫu dạng rắn.
Nội dung<br />
SỰ HÌNH THÀNH <strong>PHỔ</strong> <strong>PHÂN</strong> <strong>TỬ</strong><br />
Ứng dụng phổ phân tử<br />
Ví dụ phân tích phổ phân tử
Ví dụ về về phân tích phổ<br />
Xét một ví dụ với phổ hồng ngoại
Các bước tiến hành<br />
1<br />
Ghi các vùng phổ (chân peak), (đỉnh peak). Chú ý các<br />
peak đặc trưng: đặc điểm (đỉnh kép, mạnh và rộng, yếu<br />
và hep, nhọn và hẹp, chân rộng ... )<br />
2<br />
Từ công thức phân tử, dự đoán có thể chứa dao động<br />
của những nhóm chứa nào?<br />
3<br />
Các peak của phổ có thể ứng với dao động của những<br />
nhóm chức nào?<br />
4<br />
Đối chiếu
Phổ hồng ngoại hexanoic acid
HẾT RỒI<br />
Cảm ơn cô và các bạn<br />
đã lắng nghe và theo dõi.
Change language