Phổ UV-VIS là gì?
Phổ UV-VIS hay còn gọi phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, là phổ sinh ra do sự tương tác giữa các điện tử hóa trị trong các liên kết d, p và đôi điện tử n ở trong phân tử hay nhóm phân tử của các chất với chùm tia sáng kích thích thích hợp tạo ra.
Phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là phổ đám (phổ băng) có các cực đại và cực tiểu của phổ nằm ở những bước sóng xác định tùy thuộc vào cấu trúc và loại liên kết trong phân tử hay nhóm nguyên tử.
Vùng sóng của phổ phân tử UV-VIS từ 200nm – 800nm.
Máy quang phổ UV-VIS hay còn có tên gọi đầy đủ hơn là máy quang phổ hấp thụ phân tử ngoại khả kiến UV-VIS, được dùng để thu, phân li và ghi lại phổ của một vùng phổ quang học nhất định.
Có hai loại máy quang phổ UV-VIS:
Máy quang phổ UV-VIS một chùm tia : ra đời đầu tiên với thiết kế đơn giản, giá thành khá thấp, lượng bức xạ đi qua cao và độ nhạy cao.
Máy quang phổ UV-VIS hai chùm tia : được sản xuất nhằm khắc phục nhược điểm của loại một chùm tia đó là có độ trôi khi đo và cho kết quả đo chính xác hơn. Tuy nhiên giá thành của loại hai chùm tia này cao hơn, độ nhạy thấp hơn do cấu trúc quang học phức tạp hơn.
Cấu tạo máy phổ UV-VIS
Máy quang phổ UV-VIS về cơ bản được cấu tạo từ các thành phần sau :
Nguồn sáng : có nhiệm vụ cung cấp bức xạ tương thích với quá trình đo, thường là chùm bức xạ đa sắc.
Bộ phận đơn sắc hóa : gồm có kính lọc, lăng kính, cách tử, khe sáng.
Buồng đo : khoang hấp thu quang phổ là vùng tối, nằm nơi cuối cùng của đường truyền, khi tia bức xạ đơn sắc được phân tách sẽ đi đến đó.
Detecter : là bộ phận đảm nhận vai trò ghi nhận và xử lý tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Bộ phận này có tác dụng cảm nhận bức xạ điện từ sau khi bị hấp thụ và chuyển dúng thành dòng điện.
Nguyên lý hoạt động máy phổ UV-VIS
Khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do, ta chiếu một chùm tia sáng có những bước sóng xác định vào chúng, khiến chúng hấp thụ các bức xạ tương ứng với bức xạ chúng có thể phát ra.
Lúc này, nguyên tử được chuyển đến trạng thái kích thích, mang năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản.
Quá trình này gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử hơi tự do và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nguyên tố đó.
Ứng với mỗi giá trị năng lượng mà nguyên tử đã hấp thu, ta sẽ có 1 vạch phổ hấp thụ. Ta sử dụng định luật Lambert – Beer để tính toán được độ hấp thụ.
Nằm ở vùng phổ UV-Vis là vùng nằm ở cận UV cho đến cận IR. Điểm này được xác định từ khoảng 180-1100nm. Đây cũng chính là vùng phổ đã được nghiên cứu nhiều và được áp dụng nhiều về mặt định lượng.
Ứng dụng máy quang phổ hấp thụ UV-VIS
Máy quang phổ hấp thụ UV-VIS với thiết kế đơn giản, dễ sử dụng, giá thành không quá cao, phù hợp với nhu cầu phân tích nhiều chất có hàm lượng nhỏ. Chính vì vậy mà máy quang phổ UV-VIS được ứng dụng khá rộng rãi, dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng:
Sử dụng trong y dược học.
Dùng trong nông nghiệp.
Sử dụng trong công nghiệp thực phẩm: máy quang phổ UV-VIS sử dụng để xác định hàm lượng Fe có trong các mẫu bột mì, hoặc hàm lượng Nitrat, Nitrit trong thịt.
Dùng trong phân tích môi trường, phân tích nguồn nước.
Dùng cho công nghiệp hóa học: sử dụng để phân tích hàm lượng Photpho có trong phân bón, hàm lượng Titan có trong sơn, hàm lượng Neodymi có trong thủy tinh.
