Nguyên lý, cấu tạo của máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV/Vis

Quang phổ tử ngoại khả kiến là gì?

Thành phần quang phổ

1. Nguồn sáng
2. Đơn sắc
3. khe
4. Hộp đựng mẫu
5. Máy dò
6. Thiết bị đọc

Nguyên tắc

• Định luật Beer’s –Lambert’s
• Các loại dụng cụ chùm đơn và đôi

Các ứng dụng

• Phân tích định tính & định lượng

Giới thiệu

• Phương pháp trắc quang – Nghiên cứu đo cường độ ánh sáng.
• Đo màu – Nghiên cứu màu sắc của bước sóng cụ thể của ánh sáng khả kiến (400 -750nm).
• Phương pháp quang phổ- Nghiên cứu màu sắc của một phạm vi bước sóng rất hẹp trong UV (10-200nm), có thể nhìn thấy (400-750nm) và IR (2,5-100 Súngm)
• Nồng độ của một hợp chất sinh hóa có thể được xác định.
• Được sử dụng để ước tính các hợp chất trong một hỗn hợp phức tạp.
• Mặc dù các công cụ khác nhau, các nguyên tắc cơ bản của cả hai đều giống nhau.

Phổ thu được bằng phổ trắng liên tục. Phổ được hình thành bởi sóng điện từ và bước sóng của mỗi màu khác nhau. Các loại bức xạ điện từ khác nhau có thứ tự bước sóng tăng dần là: Tia vũ trụ <tia <Tia X <Tia cực tím <Ánh sáng nhìn thấy <Tia hồng ngoại <Sóng vi ba <Sóng vô tuyến

Vùng phổ điện từ và phạm vi bước sóng của chúng

• Phạm vi bước sóng vùng
• Tia X 10-2 đến 102 AoFar
• Tia cực tím 10 – 200nm
• Cận tia cực tím 200 – 400nm
• Hiển thị 400 – 750nm
• Cận hồng ngoại đỏ 0,75 – 2,2
• Mid Infra đỏ 2.5 – 50
• Far Infra đỏ 50 – 100
• Vi sóng 0,1 – 100 cm
• Sóng vô tuyến 1 – 1000 m
• Một chùm bức xạ từ một bóng đèn điện bao gồm một số bước sóng và được gọi là đa sắc
• Một chùm tia trong đó tất cả các tia có cùng bước sóng được gọi là đơn sắc

Các thành phần của máy quang phổ

Nguồn bức xạ Một bức xạ liên tục ổn định là cần thiết Đèn khí hydro hoặc đèn Deuterium – được sử dụng để cung cấp bức xạ Ultra violet. Đèn deuterium có lợi thế là tạo ra bức xạ liên tục với cường độ cao hơn

Đèn dùng trong máy quang phổ UV-Vis

Đèn Deuterium (khí deuterium) – Vùng UV- Phạm vi bước sóng: 190 ~ 420nm

Đèn vonfram (halogen-iodine và bromide) – Phạm vi bước sóng: Một phần của tia cực tím và nhìn thấy được

Đèn xenon (khí xenon) – Phạm vi bước sóng: 190 ~ 800nm

Hệ Đơn sắc

Là một thiết bị phá vỡ bức xạ đa sắc thành các bước sóng thành phần. Các đơn vị đơn sắc bao gồm:

• Khe vào – xác định chùm bức xạ hẹp từ nguồn.
• Ống kính chuẩn trực (bề mặt được đánh bóng) – collimates đèn.
• Lăng kính (tạo thạch anh) – phân tán ánh sáng thành bước sóng cụ thể.
• Thấu kính hội tụ – điều chỉnh ánh sáng tán sắc & làm sắc nét tương tự với cuvet mẫu thông qua khe thoát
• Thoát khe – cho phép bước sóng ánh sáng được điều chỉnh đến cuvet mẫu

Bộ chọn bước sóng (Slit)

• Nó hạn chế bức xạ được hấp thụ bởi một mẫu.
• Độ nhạy của các thiết bị (UVS & AAS) được cải thiện khi băng thông bị thu hẹp – tốc độ truyền cao.

Hộp đựng mẫu (Cuvette)

Đối với quang phổ Visible và UV, một mẫu chất lỏng thường được chứa trong một dụng cụ gọi là cuvet.

Thủy tinh thích hợp để nhìn thấy nhưng không cho quang phổ UV vì nó hấp thụ bức xạ UV. Thạch anh có thể được sử dụng trong UV cũng như trong quang phổ nhìn thấy được

Thiết bị cảm quang

• Các máy dò là thiết bị chuyển đổi năng lượng bức xạ thành tín hiệu điện.
• Máy dò phải nhạy và có phản ứng nhanh trên một phạm vi bước sóng đáng kể.
• Ngoài ra, tín hiệu điện do máy dò tạo ra phải tỷ lệ thuận với cường độ truyền

Nguyên tắc

• Định luật Beer’s Law
• Lượng ánh sáng hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ của chất hấp thụ

Định luật Lambert ’s Law

Lượng ánh sáng hấp thụ tỷ lệ thuận với độ dày (chiều dài) của vật liệu hấp thụ (Cuvette)

Các thành phần của máy quang phổ chùm tia đơn (Quang phổ một chùm tia)

Máy quang phổ chùm tia đôi (hai chùm tia)

Ứng dụng

• Các ứng dụng của Máy quang phổ UV / Vis khá rộng lớn.
• Chủ yếu nó được sử dụng để xác định định tính và định lượng như xét nghiệm enzyme, xác định trọng lượng phân tử.
• Ts thường được sử dụng trong hóa học phân tích để xác định định lượng các chất phân tích khác nhau, chẳng hạn như các ion kim loại, các hợp chất hữu cơ liên hợp cao và các đại phân tử sinh học.
• Phân tích quang phổ thường được thực hiện trong các giải pháp nhưng chất rắn và khí cũng có thể được nghiên cứu