Đến nguồn trong máy quang phổ IR

Quang phổ hồng ngoạiMỤC TIÊU:- Trình bày được các kiến thức cơ bản về lĩnh vực quangphổ IR- Đọc được phổ IR và trình bày các ứng dụng của quangphổ IR trong lãnh vực Dược1 Quang phổ hồng ngoạiNỘI DUNG:1/ Phạm vi phân vùng phổ IR2/ Sự hấp thu ánh sáng IR3/ Các kiểu dao động của phân tử4/ Cấu hình máy quang phổ IR5/ Biện giải phổ IR6/ Ứng dụng của phổ IR7/ Chuẩn bị mẫu đo phổ IRThời lượng: 4 tiết [2 buổi]2 QUANG PHỞ TỬ NGOẠI – KHẢ KIẾN1. Phân vùng phở điện từRobert Heintz, Ph.D.  * *Vis3200IR8002.500 [nm] QUANG PHỞ TỬ NGOẠI – KHẢ KIẾN1. Phạm vi phở IR2,5μmIR gầnIR cơ bảnIR xaKích thước của sơi lơng, tóc: 50 mm4//www.wikipedia.com  Anh sáng vùng hồng ngọaikhơng được nhìn thấy bởimắt người, khơng bị khuếchtán bởi hơi nước trong khơngkhí.5//www.wikipedia.comoC= [oF – 32].10/18oF= [oC.18/10] + 32 6 7 QUANG PHỔ HẤP THU[Absorption spectrophotometry]PHÂN TỬHẤP THUUV-VISI.R8PHÁT XẠF.S QUANG PHỔ HẤP THU[Absorption spectrophotometry]CH3CH2CH2CH3E > E9 QUANG PHỔ HẤP THU HỒNG NGỌAI• Phở dao động - quay của các nhóm chức cótrong phân tử.• Hình dạng phở đa dạng và đặc trưng hơn sovới hình dạng của phổ HT tử ngọaiC   .  110E  h.  h.C h.C. PHẠM VI PHỔ HỒNG NGỌAI Vùng IR gần: = 780 nm – 2.500 nm[0,78 mm - 2,5 mm] Vùng IR cơ bản:  = 2.500 nm – 25.000 nm[2,5 mm - 25 mm]= 4.000 - 400 cm-1[0,3 – 12 kcal/mol ] Vùng IR xa:11 > 25 mm – vi sóng[0,03 – 0,3 kcal/mol] NĂNG LƯỢNG CỦA PHÂN TỬE = Et + Er + Ev + Ee• Năng lượng quay [Er]: từ 0,03 – 0,3kcal/mol, kích thích phân tử quay, ứng vớibức xạ trong vùng vi sóng và IR xa. Sự hấpthu của phân tử trong vùng này cho phổ quaythuần túy, gồm các vạch rất gần nhau, mỗivạch có tần số xác định:r = Er / h12 NĂNG LƯỢNG CỦA PHÂN TỬE = Et + Er + Ev + Ee Năng lượng dao động [Ev] : từ 0,3 – 12 kcal/mol,kích thích phân tử dao động, ứng với bức xạ trongvùng IR gần và IR cơ bản. Sự hấp thu của phân tửtrong vùng này cho phổ dao động – quay. Phổ daođộng – quay là những đám vạch do có sự chồng phởdao động và phở quay, mỗi đám vạch có tần số xácđịnh: n = nr + nv = [EV + Er] / h• Năng lượng điện tử [Ee]: ứng với năng lượng của bứcxạ vùng UV-VIS.13 CÁC KIỂU DAO ĐỘNG CỦA PHÂN TỬDao động cơ bảnDao động nhómPhân tử có N nguyên tử = 3N - 6Phân tử thẳng hàng = 3N - 5dao động co giãnsasE14Stretching []dao động biến dạngipopMột nhóm chứccó thể có rấtnhiều kiểu daođộng, mỗi kiểudao động sẽ cho1 đỉnh hấp thutrong phổ IRMột nhóm chứccó nhiều đỉnh hấpthu trong phổ IR>EDeformation [] Bending CÁC KIỂU DAO ĐỘNG CỦA PHÂN TỬKiểu dao độngKýhiệuCO2sas2349 cm-1667 cm-1+-s3652 cm-1+1596 cm-1+as3756 cm-1+s2860 cm-1+as2940 cm-1+H 2O-CH215Phổkích thích dao độngIRRaman CÁC KIỂU DAO ĐỘNG CỦA PHÂN TỬDao động của CO2 : 2349, 667 cm-1Dao động của H2O : 3756, 3652, 1596 cm-116 CÁC KIỂU DAO ĐỘNG CỦA PHÂN TỬ17Đối xứngBất đối xứngCắt kéoRockVẫyTwist//www.wikipedia.com/infrared/stretching ĐIỀU KIỆU HẤP THU TRONG VÙNG HỒNG NGỌAICác phân tử có sự thay đởi momen lưỡng cực sẽ hấp thu tia IR Các phân tử bất đối xứng. Các phân tử nhiều nguyên tử. Các phân tử nhỏ và các phân tử có ngun tử xếp thẳnghàng do có tính đối xứng nên khơng có hấp thu trong vùng IRnhư N2 , Cl2 , CS2 , CCl4 không hấp thu ánh sáng hồng ngoại18 PHỔ IR – BIỆN GIẢI PHỔ IRPhổ IR là tập hợp các vân phổ biểu diễn sự phụ thuộc độtruyền qua T% vào số sóngT  f [ 1. Máy quang phổ hồng ngoại thông thường: cường độ củavân phổ ít được xem xét như là giá trị định lượng mà chỉđược xem như giá trị ước lượng trong định tính với bamức độ: mạnh [m], trung bình [tb] và yếu [y]2. Máy quang phổ hồng ngọai biến đổi Fourrier [FT-IR]: độchính xác của giá trị độ truyền qua T% [hay nói cáchkhác là độ hấp thu] là rất cao, do đó cường độ của vânphổ được xem xét như là giá trị định lượng3. Máy QP FTIR đo phản xạ khuếch tán dùng cho các chấtrắn, lớp phim, bột nhão …19 1/ MÁY QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI TÁN SẮC20[1] Đèn nguồn bức xạ tia IR.[2] a_ mẫu đo; b_ mẫu chuẩn so sánh[3] Bộ tạo đơn sắc: lăng kính hay cách tử[đặt trong buồng tối].[4] Bộ phận phát hiện: cảm ứng nhiệt[5] Khuếch đại tín hiệu[6] Bộ ghi tín hiệu MÁY QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI TÁN SẮC[1] Đèn nguồn• Đèn Nernst: là ống dài 2-5 cm, f = 1-3 mm, bằng oxid đấthiếm như oxid zirconium [ZrO2] và oxid yttrium [Y2O3] đượcđốt nóng bằng điện trở đến 1.800 oK [~1.500 oC].• Đèn Globar: là ống dài 4-6 cm, f = 4-6 mm làm bằng carbursilic được đốt nóng bằng điện trở đến 1300 oC.21• Hiện nay cịn dùng đèn Ni-Cr đốt nóng đến 800 oC MÁY QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI TÁN SẮC[3] Bộ tạo đơn sắc22 MÁY QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI TÁN SẮC[3] Bộ tạo đơn sắc23 MÁY QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI TÁN SẮC[3] Bộ tạo đơn sắc24 MÁY QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI TÁN SẮC[3] Hệ thống quang học Gương phản xa, gương quay bán trong suốt [để ngắt tia sáng từnguồn qua mẫu đo và mẫu so sánh theo chu kỳ quay] và lăng kínhhay cách tử phản xa. Lăng kính chế tạo từ những tinh thể muối như LiF, CaF2, KBr,NaCl. Các lăng kính này dễ hút ẩm nên buồng tối phải được bảoquản khô tuyệt đối. Cách tử [3] có số vạch từ 20-300 vạch /mm.25

Máy quang phổ là thiết bị thường gặp trong trường học, phòng thí nghiệm, các ngành công nghiệp, môi trường, dược phẩm,... Bài viết dưới đây chúng ta cùng đi tìm hiểu về máy quang phổ là gì? Phân loại và top 3 loại máy đo quang phổ nên dùng trong năm 2022. 

Khái niệm máy quang phổ?

Đây là thiết bị khoa học kỹ thuật dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần màu sắc thành các đơn sắc khác nhau. Nói cách khác, máy được sử dụng để phân tích, quan sát và xác định các thành phần màu sắc của một chùm sáng.

Máy quang phổ lăng kính

Nguyên lý máy đo quang phổ UV - VIS

Nguyên lý máy đo quang phổ khá đơn giản, đó là do hiện tượng phản xạ ánh sáng, nguồn sáng tới ánh sáng trắng bao gồm các tia sáng đơn sắc với những bước sóng khác nhau từ đỏ đến tìm chiều vào vật thể cần quan sát. Sau đó, những tia sáng sẽ phản xạ lại mắt là tia sáng có màu nào thì chúng ta sẽ nhìn thấy màu sắc như thế. 

Nguyên lý hoạt động của máy đo quang phổ

Phân loại máy đo quang phổ

Dựa vào đặc điểm của dải màu sắc quan sát được sau khi tiến hành phân tích, quang phổ được chia thành các loại:

1. Máy quang phổ lăng kính

Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc khác nhau, gồm 3 bộ phận chính:

• Ống chuẩn trực của máy quang phổ có công dụng biến chùm ánh sáng đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song nhờ một thấu kính hội tụ.
• Hệ tán sắc gồm một hoặc hai lăng kính có tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng vừa ra khỏi ống chuẩn trực.
• Ống ngắm hoặc buồng tối [buồng ảnh] là nơi ta đặt mắt vào để quan sát quang phổ phân tích được của nguồn sáng hoặc để thu ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.

Hoạt động của máy quang phổ lăng kính:

• Chiếu vào khe F của ống chuẩn trực một chùm ánh sáng phát ra từ ngồn sáng.
• Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng sẽ được thấu kính hội tụ trong ống chuẩn trực biến thành chùm tia song song.
• Khi chùm sáng song song đi vào lăng kính thì chúng bị tách ra thành các chùm sáng đơn sắc song song lệch theo 2 phương khác nhau.
• Quang phổ của nguồn sáng sẽ thu được ở buồng tối.

2. Quang phổ liên tục

Hình ảnh thể hiện quang phổ liên tục

• Định nghĩa: Quang phổ liên tục là một dải sáng gồm các vạch màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím nằm sát nhau.
• Nguồn phát sinh: quang phổ liên tục là quang phổ thu được qua việc phân tích các vật phát ra ánh sáng trắng như các vật rắn, chất lỏng, chất khí, hay hơi có tỉ khối lớn khi bị nung nóng.
• Đặc điểm:

- Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng.

- Tại mỗi mức nhiệt độ xác định, nguồn sáng sẽ phát ra các bức xạ có buớc sóng liên tục trên một dải tương ứng. Khi nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng về phía bước sóng ngắn.

- Nếu quang phổ liên tục nằm ngoài vùng bước sóng nhìn thấy của mắt thì ta thấy vật vẫn tối.

• Ứng dụng: Xác định nhiệt độ của vật sáng, đặc biệt là các vật ở xa như mặt trời, sao, hồ quang, lò cao,...

3. Quang phổ vạch phát xạ

• Định nghĩa: quang phổ vạch phát xạ là hệ thống những vạch màu riêng biệt nằm trên một nền tối.
• Nguồn phát sinh: quang phổ vạch phát xạ thu được qua máy quang phổ khi phân tích chất khí bay hơi hoặc kim loại [nóng chảy, bay hơi ] ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng [nung nóng, phóng tia lửa điện,...]
• Đặc điểm: chỉ phụ thuộc vào bản chất của nguyên tố, những nguyên tố khác nhau sẽ cho quang phổ vạch phát xạ khác nhau về số lượng, vị trí, màu sắc và độ sáng của các vạch.
• Ứng dụng: xác định thành phần hóa học của các vật thể, phát hiện các nguyên tố mới,...

Các loại quang phổ

4. Quang phổ vạch hấp thụ

• Định nghĩa: quang phổ vạch hấp thụ gồm những vạch tối trên một nền quang phổ liên tục.
• Nguồn phát sinh: quang phổ vạch hấp thụ thu được qua máy quang phổ khi phân tích một chất khí hoặc hơi nung nóng khi đặt chúng trong trường bức xạ của một nguồn sáng phát ra quang phổ kiên tục có nhiệt độ lớn hơn.
• Đặc điểm: đặc trưng cho mỗi nguyên tố, các vạch tối xuất hiện đúng vị trí các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chất hơi đó.
• Ứng dụng: Xác định thành phần của hợp chất, ví dụ mặt trời, các vì sao,...

Một số loại máy đo quang phổ được dùng phổ biến hiện nay

1. Máy quang phổ UV - VIS 

Máy đo quang phổ UV - VIS hãng xuất xứ Macy - Bắc Kinh Trung Quốc là dòng sản phẩm được ưa chuộng dùng để phân tích định lượng những chất có hàm lượng nhỏ như phân tích các hợp chất hữu cơ, các ion kim loại trong nền mẫu khác nhau. Đây là loại thiết bị thí nghiệm sử dụng trong phân tích môi trường, trong y học, nông nghiệp và những ngành đòi hỏi độ chính xác cao.

Hình ảnh máy đo màu quang phổ VIS V-1500PC Macylab

Một số loại máy phổ biến như:

- Máy đo quang phổ UV-VIs UV1500PC

- Máy quang phổ Macy UV-1100 UV/VIS

- Máy đo màu quang phổ Macy UV-1200 UV/VIS

- Máy quang phổ Macy UV-1700 UV/VIS

2. Máy quang phổ khả kiến 722N Genius

Máy 722N Genius được thiết kế màn hình LCD với hệ thống quang phổ 1 chùm tia, cách tử nhiễu xạ được dùng trong các ứng dụng phân tích, y tế, phòng thí nghiệm với mức giá dao động chỉ từ 9.000.000 VNĐ/cái

Máy so màu quang phổ khả biến 722N Genius

Đây là một loại máy đo màu quang phổ thiết kế kiểu dáng đẹp, cho phép đo được tất cả các bước sóng của ánh sáng nhìn thấy được với độ chính xác từ 340 nm đến 900 nm. Sản phẩm được dùng phổ biến trong các ngành công nghiệp như cơ sở xử lý nước, nhà máy rượu vang,..

Máy đo màu quang phổ Iris HI801

Máy quang phổ hiện nay được bán tại rất nhiều nơi trên thị trường, cũng chính vì thế mà đã có rất nhiều địa chỉ bán máy kém chất lượng, độ chính không cao nhằm lừa gạt người tiêu dùng. Do đó, là người mua hàng chúng ta nên lựa chọn những thương hiệu cung cấp thiết bị thí nghiệm uy tín, chính hãng.

LabVIETCHEM là một trong những địa chỉ hàng đầu chuyên kinh doanh hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm và được nhiều người lựa chọn hiện nay. Máy quang phổ tại đây đa dạng về mẫu mã, giá thành và xuất xứ, phù hợp với mọi nhu cầu của khách hàng.

Quý khách đang có nhu cầu mua máy đo màu quang phổ hãy truy cập ngay website labvietchem.com.vn hoặc liên hệ trực tiếp số HOTLINE 0826 020 020 để nhận được sư tư vấn từ chuyên viên của chúng tôi.

Xem thêm:

>>> Sơ đồ máy quang phổ UV - VIS 2 chùm tia