intTypePromotion=1

Bài giảng phân tích và đánh giá môi trường

Chia sẻ: Nguyễn Tuấn Nguyễn Tuấn Anh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:106

0
513
lượt xem
184
download

Bài giảng phân tích và đánh giá môi trường

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi bạn bị ốm và sốt, sự tăng thân nhiệt của bạn chính là một chỉ thị. Nồng độ ôxy thấp của một con sông là chỉ thị cho thấy một lượng lớn chất hữu cơ đã được thải vào con sông đó. Một chỉ thị môi trường cũng tương tự như một thước đo “nhiệt độ” môi trường. Vậy, việc truyền đạt thông tin chính là chức năng chính của các chỉ thị. Theo UNEP: Chỉ thị môi trường (CTMT) là mức độ đo tập hợp một số số liệu về môi trưường thành một thông tin tổng hợp về...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng phân tích và đánh giá môi trường

  1. Ch¬ng 1: ChØ thÞ m«i trêng 1.1. ChØ thÞ - (indicator) lµ g×? Khi b¹n bÞ èm vµ sèt, sù t¨ng th©n nhiÖt cña b¹n chÝnh lµ mét chØ thÞ. Nång ®é «xy thÊp cña mét con s«ng lµ chØ thÞ cho thÊy mét lîng lín chÊt h÷u c¬ ®· ®îc th¶i vµo con s«ng ®ã. Mét chØ thÞ m«i trêng còng t¬ng tù nh mét thíc ®o “nhiÖt ®é” m«i trêng. VËy, viÖc truyÒn ®¹t th«ng tin chÝnh lµ chøc n¨ng chÝnh cña c¸c chØ thÞ. Theo UNEP: ChØ thÞ m«i trêng (CTMT) lµ møc ®é ®o tËp hîp mét sè sè liÖu vÒ m«i trêng thµnh mét th«ng tin tæng hîp vÒ mét khÝa c¹nh m«i trêng cña mét quèc gia hoÆc mét ®Þa ph¬ng. Khi b¹n bÞ èm vµ sèt, sù t¨ng th©n nhiÖt cña b¹n chÝnh lµ mét chØ thÞ. Nång ®é «xy thÊp cña mét con s«ng lµ chØ thÞ cho thÊy mét l îng lín chÊt h÷u c¬ ®· ®îc th¶i vµo con s«ng ®ã. Mét chØ thÞ m«i trêng còng t¬ng tù nh mét thíc ®o “nhiÖt ®é” m«i trêng. VËy, viÖc truyÒn ®¹t th«ng tin chÝnh lµ chøc n¨ng chÝnh cña c¸c chØ thÞ. Theo UNEP: ChØ thÞ m«i trêng (CTMT) lµ møc ®é ®o tËp hîp mét sè sè liÖu vÒ m«i tr- êng thµnh mét th«ng tin tæng hîp vÒ mét khÝa c¹nh m«i trêng cña mét quèc gia hoÆc mét ®Þa ph¬ng. Theo LuËt B¶o vÖ m«i trêng níc CHXH ViÖt Nam (2005): “ChØ thÞ m«i trêng lµ mét hoÆc tËp hîp th«ng sè vÒ m«i trêng ®ã chØ ra ®Æc trng cña m«i trêng”. “ChØ thÞ m«i trêng lµ c¬ së ®Ó lîng hãa chÊt lîng m«i trêng, theo dâi diÔn biÕn chÊt lîng m«i trêng, lËp b¸o c¸o hiÖn tr¹ng m«i trêng. Bé Tµi nguyªn vµ m«i trêng ban hµnh bé chØ thÞ m«i tr- êng quèc gia ®Ó ¸p dông trong c¶ níc”.NhiÒu chØ thÞ m«i trêng hîp l¹i thµnh mét bé CTMT cña mét níc, hoÆc mét vïng, mét ®Þa ph¬ng. ThÝ dô vÒ mét sè chØ thÞ m«i tr- êng liªn quan ®Õn suy tho¸i tµi nguyªn rõng. ChØ thÞ ¸p lùc m«i trêng: diÖn tÝch rõng bÞ mÊt trong n¨m (ha, % tæng diÖn tÝch cña n¨m tríc). ChØ thÞ tr¹ng th¸i m«i trêng: tæng diÖn tÝch rõng hiÖn cã (ha, % tæng diÖn tÝch l·nh thæ). ChØ thÞ ®¸p øng cña x· héi: DiÖn tÝch rõng trång/n¨m (ha) 1.2. Chøc n¨ng cña chØ thÞ: a. Cung cÊp th«ng tin cho c¸c chÝnh trÞ gia, c¸c nhµ ho¹ch ®Þnh chÝnh s¸ch: - VÊn ®Ò ®ang tiÕn triÓn thÕ nµo? - C¸c tiÕn ®é ®¹t ®îc so víi môc tiªu ®Ò ra? - Quy ho¹ch vµ dù b¸o nãi chung – mèi liªn hÖ gi÷a ph¸t triÓn kinh tÕ vµ qu¶n lý m«i trêng. b. Ho¹ch ®Þnh chÝnh s¸ch: - §Æt ra c¸c môc tiªu, chØ tiªu - Theo dâi viÖc thùc hiÖn chÝnh s¸ch - Ho¹ch ®Þnh, thùc thi, ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña chÝnh s¸ch c. Cung cÊp th«ng tin cho céng ®ång - ChuyÓn t¶i th«ng tin, tuyªn truyÒn, n©ng cao nhËn thøc vµ thay ®æi hµnh vi cña céng ®ång. 1.3. Qu¸ tr×nh x©y dùng chØ thÞ m«i trêng vµ c¸c tiªu chÝ lùa chän chØ thÞ m«i tr- êng a. Qu¸ tr×nh x©y dùng chØ thÞ m«i trêng: Trong qu¸ tr×nh x¸c ®Þnh c¸c chØ thÞ phï hîp vµ kh¶ thi, lÊy nhu cÇu cña ng êi sö dông víi c¬ng vÞ lµ nhµ qu¶n lý m«i trêng lµm xuÊt ph¸t ®iÓm, cã thÓ c¸ch tiÕp cËn díi ®©y sÏ gióp Ých: - Trong lÜnh vùc m«i trêng ®ang ®Ò cËp tíi, x¸c ®Þnh c¸c vÊn ®Ò vµ/hoÆc c¸c ®Æc tÝnh quan träng nhÊt. - X¸c ®Þnh môc ®Ých th«ng tin ®Çu tiªn cÇn cã tõ chØ thÞ. - X¸c ®Þnh nh÷ng chØ thÞ mang tÝnh chiÕn lîc nhÊt (víi mét sè lîng Ýt nhÊt c¸c chØ thÞ cã thÓ phôc vô nhiÒu nhÊt c¸c môc ®Ých th«ng tin) ®Ó ®¹t ® îc c¸c môc ®Ých th«ng tin trªn. Made in o0KyoShiRo0o 1
  2. - KiÓm tra l¹i tÝnh s½n cã cña c¸c d÷ liÖu hiÖn t¹i vµ xem xÐt c¸c khÝa c¹nh liªn quan ®Õn chÊt lîng chØ thÞ. - NÕu cÇn, kiÓm tra c¸c kh¶ n¨ng c¶i thiÖn tÝnh s½n cã cña d÷ liÖu: c¸c kh¶ n¨ng tríc m¾t còng nh trong thêi gian ng¾n h¹n. - Lùa chän c¸c chØ thÞ. b. M« h×nh §éng lùc - ¸p lùc - HiÖn tr¹ng - T¸c ®éng - §¸p øng (Dynamic - Pressures - State - Impacts – Response: m« h×nh DPSIR) trong x©y dùng chØ thÞ m«i trêng. M« h×nh DPSIR m« t¶ mèi quan hÖ t¬ng hç gi÷a: - §éng lùc trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp (D - Driving forces ): VÝ dô: sù gia t¨ng d©n sè, sù ph¸t triÓn n«ng nghiÖp, c«ng nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i... - Áp lùc do con ngêi g©y ra (P- Pressures): VÝ dô: Sù x¶ th¶i c¸c chÊt th¶i g©y « nhiÔm. C¸c ngµnh/ t¸c nh©n/ quy tr×nh ®ang ®ãng vai trß nh thÕ nµo? - HiÖn tr¹ng m«i trêng (S -State of the Environment ): t×nh tr¹ng lý, hãa, sinh cña m«i trêng.. VÊn ®Ò ®ang diÔn biÕn nh thÕ nµo? - T¸c ®éng (I- Impacts) cña sù thay ®æi hiÖn tr¹ng m«i trêng: VÝ dô: t¸c ®éng lªn hÖ sinh th¸i, søc kháe con ngêi, kinh tÕ, sù ph¸t triÓn... C¸c t¸c ®éng ®ang diÔn biÕn nh thÕ nµo? - Ph¶n håi (R- Response) tõ x· héi víi nh÷ng t¸c ®éng kh«ng mong muèn: VÝ dô: C¸c ho¹t ®éng cña x· héi nh»m b¶o vÖ m«i trêng... tÝnh hiÖu qu¶ cña c¸c biÖn ph¸p ®¸p øng? S¬ ®å m« h×nh DPSIR ( Xem s¬ ®å trong bµi gi¶ng) c. C¸c tiªu chÝ lùa chän chØ thÞ m«i trêng: (liªn quan ®Õn viÖc xem xÐt môc ®Ých vµ chÊt lîng cña chØ thÞ) - Phï hîp vÒ chÝnh s¸ch: ®îc kiÓm nghiÖm th«ng qua viÖc xem xÐt tham kh¶o c¸c v¨n b¶n chÝnh s¸ch, c¸c kÕ ho¹ch, luËt ®Þnh - TÝnh s½n cã cña d÷ liÖu: viÖc thu thËp c¸c d÷ liÖu phôc vô cho chØ thÞ cÇn mang tÝnh kh¶ thi c¶ vÒ mÆt chuyªn m«n còng nh tµi chÝnh. - Cã thÓ so s¸nh: vÝ dô nh so s¸nh gi÷a c¸c tØnh (®¸nh gi¸ b»ng chÊm ®iÓm). - §îc tµi liÖu hãa ®Çy ®ñ vµ qu¶n lý ®îc chÊt lîng: tiªu chÝ nµy ®îc ®¸nh gi¸ th«ng qua c«ng t¸c tµi liÖu hãa ®èi víi chØ thÞ còng nh møc ®é cËp nhËt c¸c tµi liÖu nµy. - Cã c¬ së vÒ mÆt kh¸i niÖm còng nh ph¬ng ph¸p luËn. §iÒu nµy ph¶i ®îc thÓ hiÖn trong c¸c m« t¶ vÒ ph¬ng ph¸p luËn vµ c«ng thøc sö dông, c¸c tham kh¶o khoa häc cho ph¬ng ph¸p luËn vµ c«ng thøc ®ã, c¸c m« t¶ nµy cÇn ph¶i ®a vµo phÇn tµi liÖu hãa cña chØ thÞ. - Cho thÊy tiÕn ®é ®¹t ®îc so víi môc tiªu ®Ò ra: ®îc kiÓm nghiÖm th«ng qua c¸c th«ng tin trong c¸c v¨n b¶n chÝnh s¸ch. Trong trêng hîp thiÕu c¸c môc tiªu, cã thÓ sö dông møc ngìng. - Møc ®é bao phñ vÒ kh«ng gian vµ thêi gian: nhÊt qu¸n vÒ kh«ng gian vµ cã tÝnh ®Õn c¸c tØnh phï hîp ®èi víi mét vÊn ®Ò m«i trêng nhÊt ®Þnh. ChØ thÞ bao phñ mét kho¶ng thêi gian ®ñ ®Ó cã thÓ cho thÊy xu híng theo thêi gian. - Phï hîp víi cÊp ®é tØnh vµ mang tÝnh ®¹i diÖn cho c¸c tØnh nh»m hç trî viÖc so s¸nh. - §¬n gi¶n vµ dÔ hiÓu nhê cã mét ®Þnh nghÜa râ rµng vµ thèng nhÊt vÒ chØ thÞ, tr×nh bµy chØ thÞ mét c¸ch hîp lý, lu«n lu«n cã sù ®èi chiÕu gi÷a c¸c chØ thÞ víi nhau. ChØ thÞ m«i trêng kh«ng khÝ ( Xem s¬ ®å trong bµi gi¶ng) ChØ thÞ m«i trêng ®Êt: ¤ nhiÔm m«i trêng ®Êt ®îc xem lµ tÊt c¶ c¸c hiÖn tîng lµm nhiÔm bÈn m«i trêng ®Êt bëi c¸c chÊt « nhiÔm: do c¸c chÊt th¶i sinh ho¹t, do chÊt th¶i c«ng nghiÖp, ho¹t ®éng n«ng nghiÖp. Ph©n lo¹i « nhiÔm ®Êt theo c¸c t¸c nh©n g©y « nhiÔm: + ¤ nhiÔm ®Êt do t¸c nh©n hãa häc: Bao gåm ph©n bãn N, P (d lîng ph©n bãn trong ®Êt), thuèc trõ s©u (clo h÷u c¬, DDT, lin®an, P h÷u c¬), chÊt th¶i c«ng nghiÖp vµ sinh ho¹t (kim lo¹i nÆng, ®é kiÒm, ®é axit…) Made in o0KyoShiRo0o 2
  3. + ¤ nhiÔm ®Êt do t¸c nh©n sinh häc: Trùc khuÈn lþ, th¬ng hµn, c¸c lo¹i ký sinh trïng (giun, s¸n,…) + ¤ nhiÔm ®Êt do t¸c nh©n vËt lý: NhiÖt ®é (¶nh hëng ®Õn tèc ®é ph©n hñy chÊt th¶i cña sinh vËt), chÊt phãng x¹ (Uran, Thori…) ChØ thÞ m«i trêng kh«ng níc ( Xem s¬ ®å trong bµi gi¶ng) Made in o0KyoShiRo0o 3
  4. Ch¬ng 2: C¸c ph¬ng ph¸p ®o ®¹c vµ ph©n tÝch chÊt Lîng m«i trêng 2.1. Ph¬ng ph¸p vËt lý Nguyªn t¾c: X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chÊt lîng m«i trêng (khÝ, níc, ®Êt) mµ kh«ng lµm thay ®æi thµnh phÇn (b¶n chÊt) cña mÉu m«i trêng t¬ng øng. VÝ dô: - X¸c ®Þnh chÊt r¾n: läc mÉu, sÊy mÉu - X¸c ®Þnh tiÕng ån - X¸c ®Þnh ®é dÉn ®iÖn cña níc - X¸c ®Þnh nhiÖt ®é cña níc, kh«ng khÝ 2.2. Ph¬ng ph¸p hãa häc 2.2.1. Ph¬ng ph¸p khèi lîng + Nguyªn t¾c: - KÕt tña thµnh phÇn cÇn x¸c ®Þnh díi d¹ng hîp chÊt Ýt tan, kh«ng tan. - Lµm s¹ch kÕt tña: läc, röa,… - SÊy, nung kÕt tña ë nhiÖt ®é cao ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi. - C©n s¶n phÈm thu ®îc vµ tÝnh hµm lîng thµnh phÇn cÇn x¸c ®Þnh. + Mét sè ®iÒu kiÖn quan träng trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch b»ng khèi lîng: - Sù kÕt tña hoµn toµn: Chän ®iÒu kiÖn thÝch hîp ®Ó kÕt tña hoµn toµn chÊt cÇn x¸c ®Þnh (kÕt tña trong ®iÒu kiÖn tèi u) nh nhiÖt ®é, dung m«i, kÝch thíc h¹t kÕt tña t¹o thµnh, lîng thuèc kÕt tña, pH cña dung dÞch, sù tån t¹i chÊt ®iÖn li l¹. - §é s¹ch cña kÕt tña: KÕt tña t¹o thµnh ph¶i cã ®é tinh khiÕt cao, do ®ã cÇn chó ý ®Õn sù hÊp phô vµ céng kÕt cña kÕt tña. + øng dông trong ph©n tÝch m«i trêng - VÝ dô: ph©n tÝch SO42- trong níc Bæ sung dung dÞch BaCl2 lo·ng tõ tõ vµo níc cÇn x¸c ®Þnh SO42-®· cho thªm HCl; §un ®Õn gÇn s«i; §Ó nguéi kho¶ng 12h (hoÆc ®em ®un c¸ch thñy 2-3h); Läc kÕt tña vµ röa s¹ch ion Cl- ; Nung kÕt tña ë 800 – 900 ®é C ®Õn khèi lîng kh«ng ®æi; C©n kÕt tña; TÝnh SO42-theo c«ng thøc hãa häc 2.2.2. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch thÓ tÝch + Nguyªn t¾c: - §Ó x¸c ®Þnh nång ®é chÊt A, sö dông dung dÞch chøa chÊt B ®· biÕt tr íc nång ®é (dung dÞch chuÈn). Cho dung dÞch B t¸c dông víi dung dÞch A theo s¬ ®å ph¶n øng: A + B = C + D. Khi B t¸c dông võa hÕt víi A th× ngõng l¹i, kh«ng thªm tiÕp dung dÞch B vµo dung dÞch A n÷a. Dùa vµo V(ddA), V(ddB) vµ C(ddB), tÝnh ®îc C(ddA). - Qu¸ tr×nh nµy gäi lµ qu¸ tr×nh chuÈn ®é. - Thêi ®iÓm hai chÊt A vµ B t¸c dông hÕt víi nhau gäi lµ ®iÓm t¬ng ®¬ng. §iÓm t¬ng ®¬ng x¸c ®Þnh nhê nh÷ng tÝn hiÖu ®Æc biÖt cã thÓ nhËn thÊy ®îc, vÝ dô sù thay ®æi mµu cña lo¹i chÊt ®îc thªm vµo víi mét lîng rÊt nhá gäi lµ chÊt chØ thÞ, hoÆc sù thay ®æi ®ét ngét chØ sè ë m¸y ®o (®iÖn thÕ, ®é dÉn,…). C¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch thÓ tÝch: trung hßa, oxi hãa - khö, kÕt tña, t¹o phøc. (1). ChuÈn ®é theo ph¬ng ph¸p trung hßa (chuÈn ®é axit-baz¬): - Nguyªn t¾c: Trong qu¸ tr×nh chuÈn ®é, [H+] (pH) cña dung dÞch thay ®æi. ë ®iÓm t¬ng ®¬ng dung dÞch cã pH x¸c ®Þnh. B»ng c¸ch nµo ®ã x¸c ®Þnh ®îc ë thêi ®iÓm nµo trong qu¸ tr×nh chuÈn ®é pH ®· ®¹t ®Õn gi¸ trÞ nµy vµ lóc ®ã ta kÕt thóc chuÈn ®é. Muèn thÕ cã thÓ dïng m¸y ®o pH, m¸y ®o ®iÖn thÕ hoÆc dïng chÊt chØ thÞ axit-baz¬ (mÇu chuyÓn ®æi theo pH). - Chän chÊt chØ thÞ axit-baz¬: + ChuÈn ®é axit m¹nh b»ng baz¬ m¹nh hoÆc ngîc l¹i, pH ë ®iÓm t¬ng ®¬ng b»ng 7, bíc nh¶y pH trong kho¶ng 4 – 10; do ®ã cã thÓ dïng chÊt chØ thÞ th«ng dông lµ Metyl da cam hoÆc Phenolphtalein ®Ó x¸c ®Þnh ®iÓm t¬ng ®¬ng. Made in o0KyoShiRo0o 4
  5. + ChuÈn ®é baz¬ yÕu b»ng axit m¹nh, ë ®iÓm t¬ng ®¬ng pH n»m trong miÒn axit, bíc nh¶y pH ng¾n nªn chÊt chØ thÞ thêng dïng lµ Metyl da cam (vÝ dô chuÈn ®é dung dÞch NH3 b»ng HCl). + ChuÈn ®é axit yÕu b»ng baz¬ m¹nh, ë ®iÓm t¬ng ®¬ng pH n»m trong miÒn baz¬, bíc nh¶y ng¾n nªn chÊt chØ thÞ thêng dïng lµ Phenoltalein. (2).ChuÈn ®é theo ph¬ng ph¸p oxy hãa - khö: - Nguyªn t¾c: + Ph¬ng ph¸p nµy dùa vµo ph¶n øng gi÷a 2 cÆp oxi hãa - khö: OX1/Kh1 vµ OX2/Kh2: n2OX1 + n1Kh2  n2Kh1 + n1OX2 + Trong qu¸ tr×nh chuÈn ®é ®iÖn thÕ oxi hãa – khö cña dung dÞch thay ®æi vµ ë ®iÓm t¬ng ®¬ng ®iÖn thÕ ®ã cã mét gi¸ trÞ x¸c ®Þnh (Et®). ë gÇn ®iÓm t¬ng ®¬ng cã bíc nh¶y ®iÖn thÕ. NÕu chän ®îc chÊt chØ thÞ mµ sù thay ®æi mµu cña nã x¶y ra ®óng lóc qu¸ tr×nh chuÈn ®é t¹o ra bíc nh¶y ®iÖn thÕ ®ã th× cã thÓ x¸c ®Þnh ®iÓm t¬ng ®¬ng. + C¸c ph¶n øng oxi hãa – khö ®îc dïng trong chuÈn ®é ph¶i tháa m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau: - Ph¶n øng x¶y ra nhanh - Ph¶n øng hoµn toµn theo mét tû lÖ nhÊt ®Þnh, theo chiÒu híng x¸c ®Þnh - Kh«ng x¶y ra ph¶n øng phô - Ph¶i cã c¸ch hoÆc chÊt chØ thÞ thÝch hîp ®Ó x¸c ®Þnh ®îc ®iÓm t¬ng ®¬ng. C¸c chÊt chØ thÞ: - Nh÷ng chÊt nµy nãi chung còng lµ nh÷ng chÊt oxi hãa – khö vµ ngêi ta thêng chän nh÷ng chÊt cã E0 (®iÖn thÕ oxi hãa – khö tiªu chuÈn cña chÊt chØ thÞ) n»m trong bíc nh¶y ®iÖn thÕ cña qu¸ tr×nh chuÈn ®é. - ChÊt chØ thÞ lµ c¸c chÊt h÷u c¬ cã tÝnh chÊt oxi hãa khö, cã mµu d¹ng oxi hãa vµ d¹ng khö kh¸c nhau, vµ thay ®æi phô thuéc vµo thÕ oxi hãa cña dung dÞch. - C¸c chÊt chØ thÞ cã kh¶ n¨ng cho phÐp nhËn ra ®iÓm cuèi cña sù chuÈn ®é, nh - ng sù thay ®æi mµu kh«ng phô thuéc vµo thÕ cña dung dÞch. VÝ dô: Dïng dd KMnO4 ®Ó chuÈn ®é c¸c chÊt khö nh Fe2+, H2O2..., sau ®iÓm t¬ng ®¬ng d mét giät dung dÞch KMnO4 th× dd sÏ nhuém mµu hång. Dung dÞch hå tinh bét t¹o víi I2 tù do mét hîp chÊt mµu xanh... - øng dông trong ph©n tÝch m«i trêng: Ph©n tÝch COD: Ph¬ng ph¸p nµy dùa vµo ph¶n øng oxi hãa chÊt h÷u c¬ b»ng Cr 2O72- trong H2SO4 ®Ëm ®Æc, cã mÆt chÊt xóc t¸c Ag 2SO4 (vµ HgSO4 t¹o phøc víi Cl- ®Ó ng¨n ngõa ¶nh h- ëng cña nã). ChÊt h÷u c¬ + H+ + Cr2O72- → 2Cr3+ + CO2 + H2O Sau ®ã chuÈn ®é lîng Cr2O72- d b»ng dung dÞch muèi Mo (amoni sunfat: (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O), víi chÊt chØ thÞ Feroin dung dÞch chuyÓn tõ mµu xanh lam sang mµu n©u ®á nh¹t. Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ → 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3+ Dd mµu xanh lam dd mµu n©u ®á nh¹t. (3). ChuÈn ®é theo ph¬ng ph¸p kÕt tña: - Nguyªn t¾c: dùa vµo ph¶n øng t¹o kÕt tña M+ + A-  MA  C¸c ph¶n øng kÕt tña ph¶i ®¸p øng nhiÒu yªu cÇu rÊt chÆt chÏ nh: + KÕt tña kh«ng tan + Ph¶n øng t¹o x¶y ra nhanh, kh«ng cã hiÖn tîng qu¸ b·o hßa + X¸c ®Þnh ®îc chÝnh x¸c ®iÓm t¬ng ®¬ng (kh«ng bÞ ¶nh hëng cña hiÖn tîng Made in o0KyoShiRo0o 5
  6. céng kÕt) VÒ nguyªn t¾c, ®Ó x¸c ®Þnh ®iÓm t¬ng ®¬ng ngêi ta còng tiÕn hµnh t¬ng tù nh hai ph¬ng ph¸p trªn. - øng dông: VÝ dô: Ph©n tÝch hµm lîng Cl- trong níc: ChuÈn ®é Cl- b»ng dung dÞch AgNO3 cã thÓ dïng K2CrO4 lµm chÊt chØ thÞ v× sau ®iÓm t¬ng ®¬ng, Ag+ d sÏ t¹o kÕt tña ®á g¹ch Ag2CrO4. Ag+ + Cl-  AgCl  tr¾ng 2Ag+ + CrO42-  Ag2CrO4  ®á g¹ch Cã thÓ chuÈn ®é Ag + b»ng dung dÞch CNS -, dïng chÊt chØ thÞ lµ Fe 3+ t¹o phøc Fe(CNS)3 mµu ®á sau ®iÓm t¬ng ®¬ng. Ag+ + CNS-  AgCNS  tr¾ng Fe3+ + 3CNS-  Fe(CNS)3 ↓ ®á 2.3. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch b»ng c«ng cô C¸c c«ng cô ph©n tÝch, giíi thiÖu ë ®©y lµ nh÷ng thiÕt bÞ dïng ®Ó tiÕn hµnh viÖc ph©n tÝch b»ng c¸c ph¬ng ph¸p vËt lý vµ hãa lý. Th«ng thêng mçi bé thiÕt bÞ nh thÕ gåm 4 phÇn chÝnh nh s¬ ®å sau: - Bộ phát tín hiệu - Bộ cảm biến tín hiệu vào - Bộ cảm biến tín hiệu ra - Bộ chuyển đổi tín hiệu Bé ph¸t tÝn hiÖu: - TÝn hiÖu ph¸t sinh tõ chÝnh ®èi tîng cÇn ph©n tÝch. VÝ dô sù ph¸t bøc x¹ mµu vµng cña Na khi ®èt nãng c¸c mÉu cã chøa nguyªn tè nµy trong quang kÕ ngän löa. - TÝn hiÖu kh«ng ph¸t sinh tõ mÉu ph©n tÝch nhng khi ®i qua mÉu ph©n tÝch tÝn hiÖu ®ã bÞ biÕn ®æi mµ sù biÕn ®æi ®ã cã liªn quan ®Õn cÊu t¹o còng nh nång ®é c¸c thµnh phÇn trong mÉu. Bé c¶m biÕn tÝn hiÖu vµo: chuyÓn ®æi c¸c tham sè hãa häc hoÆc vËt lý thµnh 1 d¹ng tÝn hiÖu kh¸c, thêng lµ tÝn hiÖu ®iÖn. Bé c¶m biÕn tÝn hiÖu: lµ khèi thiÕt bÞ ®iÖn tö thùc hiÖn c¸c thao t¸c nh khuyÕch ®¹i, läc tÝn hiÖu. Bé chuyÓn ®æi tÝn hiÖu: chuyÓn c¸c tÝn hiÖu ®iÖn ®· ®îc c¶i biÕn thµnh th«ng tin cã thÓ ®äc ®îc, ghi ®îc ®Ó tõ ®ã ngêi ph©n tÝch cã thÓ diÔn gi¶i ®îc nh÷ng vÊn ®Ò cÇn t×m hiÓu ®èi víi mÉu ph©n tÝch. Bộ phát tín hiệu Bộ cảm biến tín Bộ cảm biến tín Bộ chuyển đổi tín hiệu vào hiệu ra hiệu C¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch b»ng c«ng cô: - Ph¬ng ph¸p quang phæ ph¸t x¹ nguyªn tö - Ph¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô nguyªn tö - Ph¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô ®iÖn tö - Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch theo phæ dao ®éng - Ph¬ng ph¸p ®iÖn thÕ/ Ph¬ng ph¸p ®iÖn cùc ion chän läc - Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch Von – Ampe - Ph¬ng ph¸p s¾c ký 2.3.1. Ph¬ng ph¸p quang phæ ph¸t x¹ nguyªn tö Nguyªn t¾c: Sù t¹o thµnh phæ ph¸t x¹: ë tr¹ng th¸i b×nh thêng, c¸c electron trong nguyªn tö chuyÓn ®éng xung quanh h¹t nh©n trªn nh÷ng orbital víi nh÷ng møc n¨ng lîng bÐ nhÊt. Tr¹ng th¸i nµy gäi lµ tr¹ng th¸i c¬ b¶n. Khi nguyªn tö ®îc cÊp thªm mét nguån n¨ng lîng tõ bªn ngoµi, c¸c e chuyÓn lªn møc n¨ng lîng cao h¬n tïy thuéc vµo n¨ng lîng hÊp thô ®îc. Nguyªn tö chuyÓn sang tr¹ng th¸i Made in o0KyoShiRo0o 6
  7. kÝch thÝch. Tr¹ng th¸i nµy kh«ng bÒn, sau mét thêi gian rÊt ng¾n (10 -7 – 10-9s) nÕu c¸c electron kh«ng bÞ mÊt n¨ng lîng do va ch¹m hay ph¶n øng hãa häc nã sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i n¨ng lîng thÊp h¬n (tr¹ng th¸i c¬ b¶n hay tr¹ng th¸i kÝch thÝch víi møc n¨ng lîng thÊp). N¨ng lîng d ®îc gi¶i phãng díi d¹ng bøc x¹ ®iÖn tõ (quang phæ ph¸t x¹: ∆E = Ee – Ef = h.ν vµ ν = ∆E/h (Ee vµ Ef: n¨ng lîng cña tr¹ng th¸i kÝch thÝch vµ n¨ng lîng møc thÊp h¬n; h: h»ng sè Planck; ν: tÇn sè bøc x¹ (cm-1), (tøc lµ cña v¹ch quang phæ). TÝnh ®a d¹ng cña phæ ph¸t x¹ nguyªn tö: + Khi mét e thùc hiÖn mét chuyÓn dÞch tõ møc n¨ng lîng cao vÒ møc n¨ng lîng thÊp h¬n, bøc x¹ ph¸t ra cã ∆ (hay ν) x¸c ®Þnh. Cã rÊt nhiÒu kiÓu dÞch chuyÓn nh trªn, do ®ã sù ph¸t x¹ cña mét nguyªn tö khi bÞ kÝch thÝch kh«ng ph¶i chØ t¹o ra mét v¹ch (mét tia) mµ lµ mét sè v¹ch cã tÇn sè kh¸c nhau øng víi c¸c ∆E kh¸c nhau. V× mçi nguyªn tö cã hÖ thèng n¨ng lîng nguyªn tö riªng nªn phæ ph¸t x¹ nguyªn tö còng ®Æc trng cho nguyªn tö cña nguyªn tè ®ã. §Ó øng dông trong phÐp ph©n tÝch ®Þnh lîng ngêi ta chän lÊy mét v¹ch phæ ®Æc trng nhÊt tøc lµ v¹ch phæ xuÊt hiÖn cuèi cïng khi gi¶m dÇn nång ®é chÊt. Sù thay ®æi c- êng ®é cña v¹ch nµy sÏ x¸c ®Þnh lîng nguyªn tè cÇn ph©n tÝch. Cêng ®é cña v¹ch quang phæ: + I: cêng ®é cña v¹ch phæ I = A.N 0 .e − E k /KT + A: h»ng sè + N0: sè nguyªn tö cña nguyªn tè ë tr¹ng th¸i h¬i cã trong 1 cm 3 h¬i nguyªn tè ®ã. + K: h»ng sè Bolzman (1,38.10- 23J) + Ek: thÕ kÝch thÝch + T: nhiÖt ®é I phô thuéc N0 (tøc còng lµ phô thuéc nång ®é C), thÕ kÝch thÝch, nhiÖt ®é. Sù phô thuéc I vµo C ®îc biÓu diÔn bëi hÖ thøc Lomakin: I = a.C.b a, b: lµ hÖ sè chØ sù phô thuéc ®iÒu kiÖn kÝch thÝch vµ v¹ch quang phæ còng nh tr¹ng th¸i vËt lý cña mÉu nghiªn cøu. C : lµ nång ®é cña nguyªn tè cÇn x¸c ®Þnh trong mÉu. ⇒ lgI = lga + blgC, lµ biÓu thøc c¬ së cho phÐp ph©n tÝch quang phæ ®Þnh lîng. lgI lgI lgC lgC §å thÞ mèi quan hÖ gi÷a I vµ C cã d¹ng ®êng th¼ng lgIlgC Ngêi ta thÊy r»ng: Khi t¨ng nång ®é nguyªn tè cã thÓ x¶y ra hiÖn t îng tù hÊp thô ph¸t x¹, tøc lµ nh÷ng nguyªn tö kh«ng bÞ kÝch thÝch sÏ hÊp thô mét phÇn n¨ng lîng bøc x¹. Made in o0KyoShiRo0o 7
  8. V× vËy b¾t ®Çu tõ mét giíi h¹n nång ®é nµo ®ã (x¸c ®Þnh ®èi víi mçi nguyªn tè) th× quan hÖ gi÷a I vµ C sÏ kh«ng lµ tuyÕn tÝnh. Do ®ã, ph¬ng ph¸p nµy chØ ®óng trong mét ph¹m vi nhÊt ®inh vÒ nång ®é víi tõng nguyªn tè nªn ®å thÞ sÏ cã d¹ng: - Nång ®é C0 ban ®Çu: lµ nång ®é cña nguyªn tè ph©n tÝch mµ khi ®ã thu ®îc v¹ch phæ ®Æc trng cho nguyªn tè ®ã. Sù thay ®æi cêng ®é v¹ch phæ nµy sÏ x¸c ®Þnh l- îng nguyªn tè cÇn ph©n tÝch. X¸c ®Þnh CO: Pha lo·ng dÇn dung dÞch ®Õn nång ®é Cmin = C 0 nhiÒu v¹ch phæ mÊt ®i do cêng ®é bÐ, chØ cßn 1 v¹ch phæ gäi lµ v¹ch céng hëng. NÕu pha lo·ng tiÕp ®Õn nång ®é C’
  9. C: nång ®é (cã thÓ tÝnh theo mol/l, g/l...). 2.3.3. Ph¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô ®iÖn tö - Giíi thiÖu: Bøc x¹ tö ngo¹i UV bao gåm: c¸c tia cã λ n»m trong vïng tõ 100 nm ®Õn 400 nm: Tõ 100 – 200 nm: Vïng tö ngo¹i xa: λ tõ 100 – 200 nm, cã n¨ng lîng rÊt lín nhng Ýt dïng trong c¸c ph¬ng ph¸p ph©n tÝch. Tõ 200 – 400 nm: Vïng tö ngo¹i gÇn, cã n¨ng lîng thÊp ®îc sö dông nhiÒu trong phÐp ph©n tÝch. + Vis (Visiable - Vïng nh×n thÊy): 400 – 800 nm cã n¨ng lîng thÊp ®îc sö dông nhiÒu trong phÐp ph©n tÝch. - Nguyªn t¾c: Sù hÊp thô bøc x¹ tö ngo¹i vµ tr«ng thÊy: Ph©n tö cña c¸c chÊt cã kh¶ n¨ng hÊp thô mét c¸ch chän läc c¸c bøc x¹ chiÕu qua nã. Khi hÊp thô n¨ng lîng bøc x¹, trong ph©n tö x¶y ra c¸c bíc chuyÓn n¨ng lîng cña ®iÖn tö, bíc chuyÓn n¨ng lîng dao ®éng, bíc chuyÓn n¨ng lîng quay cña toµn ph©n tö Ì phæ hÊp thô rÊt phøc t¹p, kh«ng cã d¹ng v¹ch s¾c nhän mµ lµ nh÷ng b¨ng phæ tr¶i réng. Sù hÊp thô ®iÖn tö: sù hÊp thô bøc x¹ lµm biÕn ®æi n¨ng lîng cña ®iÖn tö. Trong ph©n tö, c¸c e (líp ngoµi) cã vai trß kh¸c nhau: tham gia liªn kÕt gäi lµ ®iÖn tö hãa trÞ, kh«ng tham gia liªn kÕt gäi lµ c¸c ®iÖn tö kh«ng chia hay ®iÖn tö ®éc th©n. C¸c e hãa trÞ cã thÓ t¹o liªn kÕt δ hoÆc π; c¸c e kh«ng tham gia liªn kÕt ë líp vá e ngoµi ký hiÖu lµ n. Khi e hãa trÞ tham gia liªn kÕt sÏ t¹o thµnh c¸c obital ph©n tö: obital liªn kÕt vµ obital ph¶n liªn kÕt (δ vµ δ*, π vµ π*). C¸c e nµy cã thÓ ë c¸c møc n¨ng lîng kh¸c nhau tïy thuéc c¸c obital t¹o thµnh; trong ®ã obital δ cã n¨ng lîng thÊp nhÊt cßn obital δ* cã møc n¨ng lîng cao nhÊt. Trong ®iÒu kiÖn thêng c¸c ph©n tö tån t¹i ë møc n¨ng lîng thÊp (tr¹ng th¸i c¬ b¶n), c¸c e ë møc n¨ng lîng thÊp nhÊt. Khi ph©n tö hÊp thô n¨ng lîng sÏ chuyÓn tõ tr¹ng th¸i c¬ b¶n sang tr¹ng th¸i kÝch thÝch, c¸c e tõ møc n¨ng lîng thÊp chuyÓn lªn møc n¨ng lîng cao §iÒu kiÖn ®Ó x¶y ra bíc chuyÓn n¨ng lîng e lµ : ∆E = hu, ∆E lµ biÕn thiªn n¨ng lîng øng víi bíc chuyÓn, u lµ tÇn sè bøc x¹ ®iÖn tõ. Cã thÓ x¶y ra c¸c bíc chuyÓn δ – δ*, π - π*, n - δ*, n - π*. Khi ph©n tö hÊp thô bøc x¹ ®iÖn tõ ®Ó g©y ra c¸c bíc chuyÓn n¨ng lîng ®iÖn tö ®· t¹o nªn hiÖu øng phæ hÊp thô. §Þnh luËt c¬ b¶n cña sù * hÊp thô ¸nh s¸ng (®Þnh luËt σ* Lambe – Bia):IoIbC π + HÖ thøc c¬ b¶n: Io I n π C σ b C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn sù sai lÖch ®èi víi hÖ thøc c¬ b¶n: gi÷a A vµ C kh«ng cßn quan hÖ tuyÕn tÝnh. C¸c nguyªn nh©n chÝnh lµ: Made in o0KyoShiRo0o 9
  10. - ¸nh s¸ng kh«ng ®¬n s¾c: nÕu dïng ¸nh s¸ng cã kho¶ng λ réng th× kÕt qu¶ ®o sÏ cã ®é lÖch ©m. Bëi vËy ®Ó cã kÕt qu¶ ®o chÝnh x¸c ngêi ta ph¶i tiÕn hµnh ®o víi ¸nh s¸ng cã kho¶ng λ cµng hÑp cµng tèt, tèt nhÊt lµ ®¬n s¾c, vµ chän bíc sãng cã ®é hÊp thô lín nhÊt (λ max). - ¶nh hëng cña nång ®é chÊt cÇn x¸c ®Þnh: ®èi víi mçi chÊt gi÷a A vµ C chØ cã quan hÖ tuyÕn tÝnh trong mét kho¶ng nång ®é x¸c ®Þnh. - pH cña dung dÞch: pH thay ®æi cã thÓ lµm c©n b»ng t¹o phøc thay ®æi, do ®ã nång ®é c¸c ph©n tö hÊp thô ¸nh s¸ng thay ®æi theo. - Sù cã mÆt c¸c chÊt “l¹”: cã thÓ ¶nh hëng ®Õn sù hÊp thô ¸nh s¸ng cña c¸c chÊt cÇn x¸c ®Þnh theo nhiÒu c¬ chÕ kh¸c nhau. M¸y tr¾c quang UV-Vis: a b 1 2 c 3 4 5 1. Nguån chiÕu s¸ng 2. HÖ t¸n s¾c 3. CuvÐt ®ùng dung dÞch (mÉu) 4. Detect¬ (tÕ bµo quan ®iÖn, nh©n quang) 5. Bé ghi ®o (a. ®iÖn kÕ, b. m¸y tù ghi hay hiÖn sè, c. m¸y tÝnh) Nguån chiÕu s¸ng: t¹o phæ liªn tôc, nÕu ®o trong vïng kh¶ kiÕn th× dïng ®Ìn sîi ®èt W. NÕu cÇn ®o trong vïng tö ngo¹i th× dïng ®Ìn hi®ro, ®¬teri hay ®Ìn thñy ng©n. Nguån chiÕu s¸ng ph¶i cã cêng ®é æn ®Þnh. HÖ t¸n s¾c: Dïng ®Ó t¸ch tia ®¬n s¾c, bÞ hÊp thô m¹nh khi qua dung dÞch ®o. Thêng dïng l¨ng kÝnh hoÆc tèt h¬n lµ dïng c¸ch tö nhiÔu x¹. CuvÐt ®ùng dung dÞch: Trong c¸c m¸y hiÖn nay thêng dïng cuvÐt cã kho¶ng gi÷a 2 thµnh trong 1cm (®é dµi b). NÕu cÇn ®o trong vïng ¸nh s¸ng tö ngo¹i th× ph¶i cã cuvÐt lµ b»ng th¹ch anh. Detector: §Ó chuyÓn ¸nh s¸ng thµnh dßng ®iÖn, thêng dïng tÕ bµo quang ®iÖn, tèt nhÊt lµ nh©n quang ®iÖn tö. C¸c m¸y tr¾c quang hiÖn ®¹i thêng cã kÌm m¸y tÝnh ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nh chän ®iÒu kiÖn ®o vµ xö lý kÕt qu¶. X¸c ®Þnh nång ®é theo ph¬ng ph¸p tr¾c quang: C¬ së lµ hÖ thøc A = K.C Ph¬ng ph¸p ®êng chuÈn. Ph¬ng ph¸p vi sai: ®Ó x¸c ®Þnh mét chÊt cã nång ®é lµ Cx, th× ngêi ta lÊy mét dung dÞch ®· biÕt nång ®é C1 mµ C1 < Cx (Cx kh«ng lín h¬n C1 nhiÒu) lµm dung dÞch so s¸nh. L¹i pha mét dung dÞch cã nång ®é C2 còng ®· biÕt chÝnh x¸c (C2 > C1). §o A2 cña dung dÞch nµy, lÊy dung dÞch cã nång ®é C1 ®Ó so s¸nh. §o Ax cña dung dÞch nång ®é Cx víi dung dÞch so s¸nh, nång ®é C1 A2 = abC2 – abC1 Ax = abCx – abC1 Made in o0KyoShiRo0o 10
  11. → Cx 2.3.4. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch theo phæ dao ®éng Giíi thiÖu: Bøc x¹ hång ngo¹i cã sè sãng tõ 13000 ®Õn 10 cm-1 hoÆc cã λ trong kho¶ng 0,8 ®Õn 1000 µm. §Ó thuËn tiÖn ngêi ta chia vïng phæ réng nµy thµnh: Vïng hång ngo¹i gÇn (13000 – 4000 cm-1) Vïng hång ngo¹i gi÷a (4000 – 400 cm-1) Vïng hång ngo¹i xa (400 – 10 cm-1) - Dao ®éng cña ph©n tö 2 nguyªn tö: Made in o0KyoShiRo0o 11
  12. Nguyªn t¾c: A, m1 B, m2 Δr + Gi¶ sö cã ph©n tö AB do 2 nguyªn tö A vµ B liªn kÕt víi nhau t¹o thµnh. Xem 2 nguyªn tö A, B lµ 2 khèi cÇu nèi víi nhau b»ng mét lß xo, A cã khèi l îng m1, B - m2. Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 nh©n nguyªn tö A, B lµ r. kho¶ng c¸ch r kh«ng ph¶i kh«ng ®æi mµ khi A, B dao ®éng theo trôc AB, kho¶ng c¸ch nµy sÏ dao ®éng tõ gi¸ trÞ nhá nhÊt rmin ®Õn gi¸ trÞ lín nhÊt rmax quanh gi¸ trÞ c©n b»ng r0 (lµ gi¸ trÞ cã x¸c suÊt lín nhÊt cña r); dao ®éng nµy gäi lµ dao ®éng liªn kÕt hay dao ®éng co gi·n tuÇn hoµn. + NÕu AB bÞ kÐo d·n thµnh A’B’, biÕn thiªn kho¶ng c¸ch lµ ∆r, khi ®ã sÏ xuÊt hiÖn mét lùc f cã khuynh híng kÐo A, B trë vÒ vÞ trÝ c©n b»ng; lùc f ®ã gäi lµ lùc håi phôc, f tû lÖ víi ∆r vµ cã híng ngîc chiÒu víi chiÒu chuyÓn dÞch cña A,B. f = - K. ∆r, víi K: gäi lµ h»ng sè lùc (dyn.cm-1) + Khi ∆r bÐ, dao ®éng cña A,B ®îc coi lµ dao ®éng ®iÒu hßa vµ hÖ A-B gäi lµ hÖ dao ®éng ®iÒu hßa. TÇn sè dao ®éng cña dao ®éng nµy (tÇn sè dao ®éng riªng) tÝnh theo hÖ thøc: M: gäi lµ khèi lîng υ = 1 cñaK vµ ®îc tÝnh nh sau: thu gän A,B s 2π M m .m M= 1 2 m1 + m 2 TÇn sè dao ®éng cµng lín khi M cµng nhá vµ K cµng lín. §èi víi c¸c liªn kÕt béi =, ≡ h»ng sè lùc gÊp 2, 3 lÇn liªn kÕt ®¬n, do ®ã tÇn sè dao ®éng gÊp 2, 3 lÇn. §èi víi dao ®éng ®iÒu hßa, n¨ng lîng dao ®éng chØ cã thÓ nhËn mét d·y gi¸ trÞ gi¸n ®o¹n, theo hÖ thøc: v: lµ sè lîng tö dao ®éng, h K 1  1 v = 0, 1, 2, 3,... ë møc n¨ng lîng dao ®éng Eυ =  v +  = hυs  v +  2π M  2  2 thÊp nhÊt: v = 0, ph©n tö vÉn cã n¨ng lîng dao ®éng - §iÒu kiÖn hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i: §Ó cã bíc chuyÓn n¨ng lîng dao ®éng chØ cÇn n¨ng lîng t¬ng ®èi bÐ, t¬ng ®¬ng víi bøc x¹ hång ngo¹i, do ®ã thêng gäi phæ dao ®éng lµ phæ hång ngo¹i. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i bÊt kú ph©n tö nµo còng cã kh¶ n¨ng hÊp thô tia hång ngo¹i ®Ó cho hiÖu øng phæ dao ®éng, mµ cÇn cã mét sè ®iÒu kiÖn: - C¸c ph©n tö chØ hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i ®Ó chuyÓn sang tr¹ng th¸i kÝch thÝch khi sù dao ®éng lµm thay ®æi momen lìng cùc. Bëi vËy c¸c ph©n tö nh N2 (N≡ N), O2 (O=O)… kh«ng hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i v× chóng cã m«men lìng cùc b»ng 0, nã kh«ng bÞ m«men lìng cùc lµm thay ®æi. - C¸c ph©n tö hÊp thô tia hång ngo¹i cã tÇn sè ®óng b»ng tÇn sè dao ®éng riªng cña nã. §a sè c¸c trêng hîp ph©n tö ë nhiÖt ®é thêng øng víi møc v = 0. Khi hÊp thô bøc x¹ hång ngo¹i cã tÇn sè ν ®Ó chuyÓn lªn møc v = 1 tøc lµ chuyÓn lªn møc cã n¨ng lîng Ev=1, hiÖu n¨ng lîng (hay biÕn thiªn n¨ng lîng): Ev=1 – Ev=0=hνs(1+1/2)-hνs/2 = hνs=hν. Made in o0KyoShiRo0o 12
  13. TÇn sè ν nµy lµ tÇn sè c¬ b¶n. §iÒu nãi trªn còng cã nghÜa lµ c¸c phÇn tö hÊp thô tia hång ngo¹i ®Ó chuyÓn lªn møc n¨ng lîng dao ®éng øng víi quy t¾c nµy øng dông cho c¸c dao ®éng ®iÒu hßa. Trong thùc tÕ, dao ®éng cña c¸c ph©n tö kh«ng ph¶i lµ dao ®éng ®iÒu hßa cho nªn kh«ng tu©n theo qui t¾c trªn, mµ mäi chuyÓn dÞch gi÷a c¸c møc n¨ng lîng ®Òu cã thÓ x¶y ra, tøc lµ cã thÓ ∆v = +2, +3, ... vµ tÇn sè t¬ng øng víi c¸c bíc chuyÓn ®ã xÉp xØ 2νs, 3νs gäi lµ c¸c “©m béi” (overtone). Dao ®éng cña ph©n tö nhiÒu nguyªn tö: Trong ph©n tö 2 nguyªn tö, chuyÓn ®éng dao ®éng c¬ b¶n duy nhÊt lµ dao ®éng co d·n mét c¸ch tuÇn hoµn (gäi lµ dao ®éng liªn kÕt hay dao ®éng hãa trÞ) lµm thay ®æi ®é dµi liªn kÕt. §èi víi ph©n tö cã nhiÒu nguyªn tö, chuyÓn ®éng dao ®éng rÊt phøc t¹p. Trong c¸c ph©n tö nµy ngoµi dao ®éng hãa trÞ cßn cã c¸c dao ®éng biÕn d¹ng lµm thay ®æi gãc liªn kÕt theo c¸c kiÓu kh¸c nhau. §Ó minh häa ta xÐt dao ®éng cña mét ph©n tö ba nguyªn tö: AX2 X X X X X X X X A A A A Dao động liên Dao động liên kết Dao động biến dạng Dao động biến kết đối xứng không đối xứng kiểu lưỡi kéo (trong đổi kiểu con lắc mặt phẳng) (trong mặt phẳng) + + X X X + X - A A Dao động biến dạng vuông góc về hai Dao động biến dạng kiểu xoắn phía mặt phẳng kiểu cái quạt (ngoài mặt (ngoài mặt phẳng) phẳng) Tuy nhiªn cã thÓ ph©n mét chuyÓn ®éng dao ®éng phøc t¹p thµnh mét sè h÷u h¹n nh÷ng dao ®éng ®¬n gi¶n h¬n gäi lµ dao ®éng c¬ b¶n hay dao ®éng chuÈn. Gi¶ sö ph©n tö cã N nguyªn tö, mçi nguyªn tö ®îc x¸c ®Þnh bëi 3 ph¬ng chuyÓn ®éng trong täa ®é §ªc¸c tøc lµ cã 3N bËc tù do, trong ®ã 3 bËc tù do m« t¶ chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn vµ 3 bËc tù do m« t¶ chuyÓn ®éng quay cña ph©n tö xung quanh trôc. Nh vËy, ph©n tö cã N nguyªn tö sÏ cã 3N-6 dao ®éng c¬ b¶n (trong ®ã cã N – 1 dao ®éng hãa trÞ, hay dao ®éng co d·n liªn kÕt). Trêng hîp N nguyªn tö n»m trªn mét ®êng th¼ng th× chØ cã 2 bËc tù do x¸c ®Þnh tr¹ng th¸i quay cña ph©n tö, nªn sè dao ®éng c¬ b¶n sÏ lµ 3N – 5. VÝ dô ph©n tö níc (H2O) cã 3 nguyªn tö kh«ng th¼ng hµng sÏ cã 3x3-6 = 3 dao ®éng c¬ b¶n. Tuy nhiªn trong c¸c ph©n tö nhiÒu nguyªn tö sè kiÓu dao ®éng thùc tÕ cã thÓ t¨ng hoÆc gi¶m nhiÒu so víi sè dao ®éng c¬ b¶n do nhiÒu lý do kh¸c nhau, vÝ dô sù xuÊt hiÖn c¸c “béi ©m”, “tæ hîp ©m” (do c¸c dao ®éng t¬ng t¸c víi nhau) hoÆc kh«ng xuÊt hiÖn trªn phæ do dao ®éng kh«ng lµm thay ®æi momen lìng cùc, hoÆc nh÷ng dao ®éng c¬ b¶n cã cïng tÇn sè (dao ®éng suy biÕn) ... Phæ dao ®éng vµ cÊu t¹o ph©n tö: C¸c kiÓu dao ®éng vµ tÇn sè dao ®éng liªn quan ®Õn cÊu tróc ph©n tö. VÝ dô: Tõ 4000 – 2500 cm-1: sù hÊp thô ®Æc trng cho dao ®éng co d·n cña Made in o0KyoShiRo0o 13
  14. nguyªn tö H víi c¸c nguyªn tö cã khèi lîng ≤19. VÝ dô liªn kÕt C – H trong – C ≡ C – H tÇn sè dao ®éng co d·n liªn kÕt xuÊt hiÖn ë 3300 cm-1, trong hîp chÊt vßng th¬m vµ cha no ë kho¶ng 3000 –3100 cm-1. Vïng tÇn sè trung gian 2500 – 1540 cm-1 thêng lµ “vïng cha no”. VÝ dô: Liªn kÕt ≡ cã ®¸m phæ hÊp thô ë 2500 – 2000 cm-1, Liªn kÕt = cã ®¸m phæ hÊp thô ë 2000 – 1540 cm-1 + TÇn sè dao ®éng cña nhãm nguyªn tö nµo ®ã trong ph©n tö Ýt phô thuéc vµo phÇn cßn l¹i ®îc gäi lµ tÇn sè ®Æc trng cho nhãm ®ã vµ thêng dïng ®Ó ph¸t hiÖn c¸c nhãm chøc trong ph©n tö. TÇn sè ®Æc trng cña nhãm Ýt thay ®æi th× kh«ng cã nghÜa lµ λmax hÊp thô kh«ng ®æi mµ lµ λmax dao ®éng trong mét vïng phæ kh¸ hÑp, v× thùc ra tÇn sè ®Æc trng còng chÞu nhiÒu ¶nh hëng kh¸c nh thay ®æi tr¹ng th¸i (khÝ, láng…), ¶nh hëng cña dung m«i, t¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö… B¶ng tÇn sè dao ®éng hãa trÞ cña mét sè nhãm nguyªn tö Nhã Tần số cm-1 Nhãm Tần số cm-1 m O-H 3650-3250 C≡ C 2200 N-H 3500-2900 C=O 1850-1650 C-H 3300-2700 C=C 1650 S-H 2550 C-O- 1300-1000 M¸y quang phæ hång ngo¹i : 2’ 3 4 5 1 2 Chó thÝch: 4000 3000 2000 1000cm-1 | | | | Số sóng 100 1.Nguån bøc x¹ hång ngo¹i 2. Cuvet ®ùng mÉu Truyền quang 2’. Cuvet ®ùng dung dÞch so s¸nh (%) 3. Quang kÕ ®¬n s¾c 4. Detector 0 5. CÊu tróc ghi phæ øng dông cña ph¬ng ph¸p phæ dao ®éng: 5000 3000 | | | | | υ , cm-1 1724 1430 1370 1218 NhËn biÕt c¸c chÊt : Phæ hång ngo¹i cña C3H6O Made in o0KyoShiRo0o 14
  15. Pic ë 3000 cm-1: Dao ®éng co d·n liªn kÕt C-H trong -CH3. Pic ë 1430, 1370 cm-1: Dao ®éng ®èi xøng vµ bÊt ®èi xøng cña CH 3. Pic ë 1724 cm-1: Dao ®éng cña CO. Pic ë 1218 cm-1: Dao ®éng cña tæ hîp nhãm C-(C=O)-C → Hîp chÊt nµy lµ CH3(C=O)CH3 X¸c ®Þnh t¹p chÊt : Khi mét chÊt cã lÉn t¹p chÊt, sù xuÊt hiÖn thªm c¸c ®¸m phæ sÏ lµm “nhße” phæ. Khi t¹p chÊt hÊp thô m¹nh mét bøc x¹ IR ®ã mµ thµnh phÇn chÝnh kh«ng hÊp thô th× viÖc x¸c ®Þnh rÊt thuËn lîi, vÝ dô trong mét hidrocacbon cã lÉn mét lîng nhá xeton th× tÇn sè hÊp thô ë 1720 cm-1 chøng tá ®iÒu ®ã v× hydrocacbon thùc tÕ kh«ng hÊp thô vïng phæ nµy. + Ph©n tÝch ®Þnh lîng: ViÖc ph©n tÝch ®Þnh lîng còng dùa vµo hÖ thøc Lambert – Beer: A = lg(Io/I) = abC ®iÖn cùc chØ thÞ; ϕss: thÕ cña ®iÖn cùc so s¸nh; ϕj: thÕ khuÕch t¸n. ϕss vµ ϕj kh«ng ®æi trong qu¸ tr×nh ®o. 2.3.5. Ph¬ng ph¸p ®iÖn thÕ Nguyªn t¾c chung: + Nguyªn t¾c cña ph¬ng ph¸p lµ ®o ®iÖn thÕ c©n b»ng cña cùc chØ thÞ ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é c©n b»ng cña chÊt cÇn ph©n tÝch hoÆc theo dâi sù biÕn thiªn nång ®é cña nã khi chÊt ®ã tham gia ph¶n øng víi mét chÊt kh¸c (ph¬ng ph¸p chuÈn ®é ®iÖn thÕ). Tõ n¨m 1966, ph¬ng ph¸p ph©n tÝch ®o ®iÖn thÕ cã mét bíc tiÕn lín nhê sù ph¸t minh ra mét lo¹i ®iÖn cùc míi gäi lµ ®iÖn cùc chän läc ion (sau ®©y sÏ ký hiÖu lµ CLI) tøc lµ c¸c ®iÖn cùc ph¶n håi mét c¸ch chän läc ®èi víi c¸c ion kh¸c nhau. Khi ®o ®iÖn thÕ, ta kh«ng x¸c ®Þnh thÕ c©n b»ng tuyÖt ®èi cña mét cùc riªng biÖt mµ chØ x¸c ®Þnh thÕ cña nã so víi thÕ cña mét cùc dïng lµm chuÈn, cã thÓ kh«ng thay ®æi nh cùc Ag/AgCl hay Hg/HgCl2, gäi lµ ®iÖn cùc so s¸nh. Cùc mµ thÕ cña nã biÕn thiªn theo nång ®é (chÝnh x¸c lµ ho¹t ®é cña chÊt cÇn ®o gäi lµ cùc chØ thÞ). Nh vËy ®iÖn thÕ ®o ®îc E = ϕct – ϕss + ϕj Trong ®ã: ϕct: thÕ cña 2.3.5.1. Ph¬ng ph¸p ®iÖn thÕ/c¸c lo¹i ®iÖn cùc chän läc ion Giíi thiÖu: + §iÖn cùc mµng r¾n: cã thÓ lµ mµng ®ång thÓ hay dÞ thÓ. Cùc mµng r¾n ®ång thÓ thêng ®îc chÕ t¹o tõ c¸c lo¹i ®¬n tinh thÓ, vÝ dô ®¬n tinh thÓ LaF3, tõ muèi nãng ch¶y ®«ng r¾n, tõ bét muèi nÐn díi ¸p suÊt cao. §iÖn cùc mµng r¾n dÞ thÓ: tinh thÓ c¸c chÊt cã kh¶ n¨ng dÉn ®iÖn b»ng ion ®îc ph©n bè ®Òu vµo khung t¹o mµng thÝch hîp nh polietilen, PVC, ... ( Mét sè lo¹i ®iÖn cùc chän läc) Dung dịch Dung d?ch trong C?c Ag/AgCl Cực Ag/AgCl trong C?c so sánh trong Cùc so s¸nh trong Ch?t l?ng h?u cơ ChÊt láng h÷ c¬ u a Ag/AgCl trao ® ion æi trao đ?i ion b Màng ch?n l?c Ion Màng chän läc ion Màng polyme §iÖn cùc chän läc mµng §iÖn cùc chän läc mµng láng r¾n Made in o0KyoShiRo0o 15
  16. + §iÖn cùc mµng r¾n ®ång thÓ tuy cho ®é lÆp l¹i vµ ®é chÝnh x¸c cao nhng khã chÕ t¹o, ®iÖn cùc mµng r¾n dÞ thÓ vµ mµng máng ®Ô chÕ t¹o h¬n. + §iÖn cùc mµng láng cã kh¶ n¨ng trao ®æi ion: ®ã lµ mét mµng polime máng chøa chÊt trao ®æi ion. 2+ + §iÖn Cùc chän läc mµng láng ®Ó x¸c ®Þnh Ca dung dÞch trong lµ CaCl 2 nång ®é kh«ng ®æi, trong ®ã cã ®iÖn cùc so s¸nh trong Ag/AgCl. Mµng xèp polime kþ n íc chøa ionit láng h÷u c¬ cña Ca2+, mét phÝa tiÕp xóc víi dung dÞch trong, phÝa kia tiÕp xóc víi dung dÞch ph©n tÝch. - Nguyªn lý lµm viÖc cña ®iÖn cùc mµng r¾n: s¬ ®å bè trÝ m¹ch ®o Cực so Dung dịch Dung dịch Cực so Cực CLI Khi nèi cùc CLI víi cùc so s¸nh ngoµi, søc ®iÖn ®éng cña pin: E = ϕ2 + ∆ϕM – ϕ1 (∆ϕM: ®iÖn thÕ mµng, ϕ2 + ∆ϕM = ϕCLI). Trong trêng hîp ®¬n gi¶n nhÊt, dung dÞch chØ chøa ion j vµ kh”ng cã ion c¶n trë th× aj(1), aj(2) lµ ho¹t ®é ion j trong c¸c dung dÞch t¬ng øng; aj(2) = constant vµ Z lµ ®iÖn tÝch ion nªn cã thÓ rót gän biÓu thøc trªn Ì ϕCLI = f(lnaj(1)) NÕu trong dung dÞch cã c¸c ion c¶n trë lµ i, ho¹t ®é lµ ai, hÖ sè chän läc cña ion j ®èi víi i lµ Kij th× theo c«ng thøc Niconsky, ta cã: Nh vËy trong trêng hîp ®¬n gi¶n vµ phÐp ®o thùc hiÖn ë 25 0C th× thay tÊt c¶ c¸c sè h¹ng lµ h»ng sè vµo c«ng thøc trªn ta sÏ cã: Ea lµ h»ng sè cña riªng tõng ®iÖn cùc CLI - Ph©n tÝch ®Þnh lîng: Ph¬ng ph¸p ®êng chuÈn: Tõ biÓu thøc trªn cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc a. Nhng gi¸ trÞ cÇn t×m lµ C, a= f.C. Khi x©y dùng ®êng chuÈn ta pha c¸c dung dÞch cã C biÕt tr- íc nªn ®Ó tõ a suy ra C t¬ng øng, ph¶i gi÷ hÖ sè f (hÖ sè ho¹t ®é) kh«ng ®æi, mµ: vµ − 0,5Z 2 μ 1 lgf = µ= Σ C i Z i2 1+ μ 2 Ci, Zi lµ nång ®é vµ ®iÖn tÝch cña c¸c ion trong dung dÞch. Do ®ã, muèn gi÷ f kh«ng ®æi ta ph¶i gi÷ vμ kh«ng ®æi. Muèn vËy, ngêi ta thªm vµo dung dÞch ®iÖn ly cã nång ®é t¬ng ®èi lín vµ kh«ng ®æi (tiÕng Anh viÕt t¾t lµ TISAB: Total Ionic Strength Adjustment Buffer: dung dÞch ®Öm chØnh lùc ion). Khi chuÈn bÞ c¸c dung dÞch ®Òu ph¶i thªm dung dÞch ®Öm nµy nh nhau. Tõ ®êng chuÈn E –C, víi dung dÞch cã nång ®é Cx sau khi ®o ®îc Ex ta cã thÓ t×m ®îc Cx. Ph¬ng ph¸p thªm chuÈn: ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é Cx cña mét ion (dung dÞch ta ®îc chuÈn bÞ víi lùc ion kh«ng ®æi), lÊy mét thÓ tÝch Vo, ®o ®îc E1. Sau ®ã thªm mét thÓ tÝch rÊt nhá vµ nång ®é Ca ®· biÕt. §o l¹i ®iÖn thÕ, ®îc E2. Tõ biÓu thøc quan hÖ nång ®é vµ ®iÖn thÕ dÔ dµng t×m ®îc Cx. øng dông: §o pH b»ng ®iÖn cùc thñy tinh: §iÖn cùc thñy tinh lµ lo¹i ®iÖn cùc chän läc ion (ion H +) ra ®êi sím nhÊt. Mµng chän läc ion H+ lµ mµng thñy tinh cã cÊu t¹o theo s¬ ®å h×nh sau. S¬ ®å m¹ch ®o còng t¬ng tù m¹ch ®o ®iÖn thÕ ®iÖn cùc chon läc ion, chØ kh¸c lµ dung dÞch trong lµ mét dung dÞch ®Öm cã x¸c ®Þnh. Còng lËp c¸c phÐp tÝnh nh ®èi víi ®iÖn cùc chän läc ion, cuèi cïng ta Made in o0KyoShiRo0o 16
  17. sÏ cã: E = const = 0,059 pH (víi pH = - lgaH+). §iÖn cùc thñy tinh lµ ®iÖn cùc tèt nhÊt ®Ó ®o pH trong kho¶ng pH = 2 – 10. Tõ pH ≥ 11, phÐp ®o kh«ng chÝnh x¸c v× ¶nh hëng cña c¸c ion Na+, K+ … C?cực sánhsánh trong C so so trong (Ag/AgCl) Ag/AgCl Dung dịch Dung d?ch trong trong Màng thủy Màng th?y tinh tinh Hinh 2: Cấu tạo điện cực thủy tinh 2.3.6. Ph¬ng ph¸p s¾c ký Nguyªn t¾c: Ph¬ng ph¸p s¾c ký lµ ph¬ng ph¸p t¸ch c¸c chÊt dùa vµo sù ph©n bè cña chóng gi÷a hai pha ®éng vµ tÜnh tiÕp xóc víi nhau nhng kh«ng trén lÉn. Trong hÖ thèng s¾c ký pha tÜnh kh«ng di chuyÓn, pha ®éng di chuyÓn qua s¾c ký. C¸c thµnh phÇn cã trong mÉu ph©n tÝch khi tiÕp xóc víi hai pha tÜnh vµ ®éng sÏ t¬ng t¸c víi hai pha nµy vµ ph©n bè trong hai pha ®ã. Sù t¬ng t¸c nµy lÆp ®i lÆp l¹i khi c¸c thµnh phÇn nµy di chuyÓn theo pha ®éng. Thµnh phÇn nµo t¬ng t¸c m¹nh (ph©n bè nhiÒu) víi pha tÜnh sÏ di chuyÓn chËm, ngîc l¹i thµnh phÇn nµo t¬ng t¸c yÕu víi pha tÜnh (ph©n bè vµo pha tÜnh Ýt) sÏ di chuyÓn nhanh. KÕt qu¶ lµ c¸c thµnh phÇn cã trong mÉu sÏ ®îc t¸ch ra thµnh tõng d¶i trong pha ®éng. Cã nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau dÉn ®Õn sù ph©n bè trong hai pha nh kh¶ n¨ng hßa tan cña c¸c thµnh phÇn trong hai pha, kh¶ n¨ng hÊp phô, trao ®æi ion, kÝch thíc c¸c ph©n tö,..nhng chÝnh sù lÆp ®i lÆp l¹i hiÖn tîng hÊp phô - ph¶n hÊp phô cña c¸c chÊt khi dßng pha ®éng chuyÓn ®éng qua pha tÜnh lµ nguyªn nh©n chñ yÕu cña viÖc t¸ch s¾c ký. Pha ®éng lµ c¸c lu thÓ (c¸c chÊt ë tr¹ng th¸i khÝ hoÆc láng), pha tÜnh cã thÓ lµ c¸c chÊt ë tr¹ng th¸i láng gi÷ trªn mét chÊt mang r¾n hoÆc r¾n. - Ph©n lo¹i c¸c ph¬ng ph¸p s¾c ký: + Tïy theo c¸c d¹ng pha tÜnh vµ pha ®éng vµ c¬ chÕ ph©n bè ngêi ta cã thÓ chia c¸c ph¬ng ph¸p s¾c ký thµnh mét sè nhãm chÝnh sau: - S¾c ký láng: S¾c ký láng - láng; S¾c ký láng - r¾n - S¾c ký khÝ: S¾c ký khÝ - láng; S¾c ký khÝ - r¾n + Theo hiÖn tîng s¾c ký: gåm cã: s¾c ký hÊp phô, s¾c ký ph©n bè, s¾c ký trao ®æi ion, s¾c ký theo lo¹i cì. - §Æc trng cña chÊt tan: Tèc ®é di chuyÓn cña mét chÊt cã thÓ ®îc ®Æc trng bëi hÖ sè ph©n bè D cña nã gi÷a hai pha hoÆc bëi c¸c ®¹i lîng vÒ sù lu gi÷ cña chÊt ®ã trªn pha tÜnh (thêi gian lu, thÓ tÝch lu) HÖ sè ph©n bè: HÖ sè ph©n bè D ®îc x¸c ®Þnh bëi ¸i lùc cña chÊt tan ®èi víi hai pha. Trong s¾c ký D lµ tû sè nång ®é tæng cña chÊt tan trong pha tÜnh CS vµ pha ®éng CM: D= CS/CM D cµng lín th× chÊt ®ã ph©n bè cµng nhiÒu trong pha tÜnh vµ di chuyÓn cµng chËm. ThÓ tÝch lu vµ thêi gian lu: Thêi gian lu tr (retention time) lµ thêi gian tõ khi n¹p chÊt tan vµo cét s¾c ký ®Õn khi xuÊt hiÖn nång ®é cùc ®¹i ë detector. ThÓ tÝch lu t¬ng øng VR (retention volume) tû lÖ víi tR VR = tR x Fc (trong ®ã Fc lµ lu tèc, ml/phót) Made in o0KyoShiRo0o 17
  18. Gäi tM lµ thêi gian ®i qua cét s¾c ký cña chÊt tan kh«ng bÞ lu, th× ®ã còng lµ thêi gian lu cña pha ®éng (coi nh thêi gian chÕt). VM gäi lµ “thÓ tÝch chÕt” còng chÝnh lµ thÓ tÝch pha ®éng ®i qua cét. Ngêi ta cßn dïng mét tham sè kh¸c lµ tû sè ph©n bè K, lµ tû sè sè mol chÊt tan trong pha tÜnh vµ pha ®éng: K= (Cs.Vs)/(Cm.Vm) = D.(Vs/Vm). Trong ph¬ng ph¸p s¾c ký ngêi ta thêng ph¶i chän ®iÒu kiÖn ®Ó ®iÒu chØnh sao cho K nhá h¬n kho¶ng 20, nÕu kh«ng thêi gian lu qu¸ dµi kh«ng chÊp nhËn ®îc. tR Nồng độ đ? N?ng tM Thời điểm nạp mẫu Thời gian lưu, phút Hinh 3: S¾c ®å cña mét chÊt S¾c ký khÝ (GC): + Nguyªn t¾c: GC dùa trªn nguyªn t¾c sau: khi mét hçn hîp c¸c chÊt bay h¬i ®îc khÝ mang (pha ®éng) vËn chuyÓn qua cét chøa mét chÊt hÊp phô r¾n hoÆc th”ng thêng h¬n lµ qua mét pha láng hÊp phô lªn mét chÊt r¾n (pha tÜnh), mçi thµnh phÇn h¬i ®ã ®îc ph©n bè trong khÝ mang vµ chÊt r¾n hoÆc chÊt láng. Tïy theo thêi gian lu, mçi thµnh phÇn h¬i sÏ tho¸t ra khái cét s¾c ký ë c¸c thêi gian kh¸c nhau vµ ®îc x¸c ®Þnh bëi detector thÝch hîp, cã thÓ x¸c ®Þnh ®Þnh tÝnh còng nh ®Þnh lîng. + ¦u ®iÓm : -Kh¶ n¨ng ph©n t¸ch rÊt cao, ngay c¶ ®èi víi nh÷ng hçn hîp phøc t¹p; - §é nh¹y, ®é chÝnh x¸c vµ ®é tin cËy rÊt cao; - Thêi gian ph©n tÝch ng¾n, - Cã thÓ ph©n tÝch hµng lo¹t. ThiÕt bÞ GC:613457892 Made in o0KyoShiRo0o 18
  19. 6 1 2 3 4 5 7 8 9 1. Bộ cung cÊp khÝ mang; 2. Bé ®iÒu chØnh ¸p suÊt; 3. Bé ®o lu lîng; 4. Bé n¹p mÉu; 5. Cét s¾c ký; 6. Buång æn nhiÖt; 7. Detector; 8. Bé khuÕch ®¹i ®iÖn tö. Cét s¾c ký: Cã hai cét: cét nhåi vµ cét hë hay cét mao qu¶n. - Cét nhåi: Thêng chÕ t¹o d¹ng èng b»ng thÐp kh«ng gØ, thñy tinh. §êng kÝnh 1,6 – 9,5 mm, chiÒu dµi kho¶ng 3m. Trong s¾c ký khÝ – r¾n vËt liÖu nhåi cét thêng lµ Silicagel, polime xèp hoÆc sµng ph©n tö nh Zeolit. Trong s¾c ký khÝ – láng chÊt nhåi cét ®ãng vai trß chÊt mang pha láng (pha tÜnh), chÊt láng lµ chÊt kh«ng bay h¬i ®îc tÈm lªn chÊt mang thµnh mét líp máng. ChÊt láng thêng dïng lµ dÇu Silicol, polietilen glycol… ChÊt mang thêng lµ ®Êt Diatomit, g¹ch chÞu löa nghiÒn. - Cét mao qu¶n: Thêng dïng lµ cét mao qu¶n hë, trªn thµnh cét cã mét líp chÊt láng máng, ®Òu, ®êng kÝnh trong cña cét nhá h¬n 1mm, chiÒu dµi tõ 30 – 90 mm. Cét th êng ®îc chÕ t¹o tõ kim lo¹i, thñy tinh hoÆc chÊt dÎo. KhÝ mang: Trong GC, khÝ mang lµ khÝ dïng ®Ó vËn chuyÓn c¸c chÊt khÝ nghiªn cøu qua cét s¾c ký, ®ã chÝnh lµ pha ®éng. KhÝ mang ph¶i lµ c¸c khÝ tr¬, kh«ng t¬ng t¸c víi mÉu, víi pha tÜnh, víi c¸c bé phËn tiÕp xóc, ph¶i cã ®é tinh khiÕt cao (Ýt nhÊt lµ 99,995%), ph¶i chän cho phï hîp víi Detector vµ c¸c yªu cÇu kh¸c vÒ ph©n tÝch. Ngoµi ra ph¶i chän khÝ mang cã gi¸ thµnh rÎ vµ an toµn, tïy tõng trêng hîp cã thÓ dïng N 2, H2, He, Ar, O2 vµ kh«ng khÝ. + Detector: Ghi c¸c tÝn hiÖu thu ®îc tõ qu¸ tr×nh s¾c ký, ph©n tÝch tÝn hiÖu vµ biÕt ®îc c¸c chÊt cÇn ph©n tÝch, t¸ch. Trong GC hiÖn nay ngêi ta sö dông Detector dÉn nhiÖt, Detector ion hãa ngän löa, Detector hÊp thô electron - Detector ion hãa ngän löa (FID: Flame Ionization Detetor): Dùa vµo sù thay ®æi ®é dÉn ®iÖn cña ngän löa H2 ®Æt trong mét ®iÖn trêng khi cã chÊt h÷u c¬ cÇn t¸ch chuyÓn qua. Trong ngän löa cña riªng H2 vµ kh«ng khÝ, ®é dÉn ®iÖn thÊp nªn dßng ®iÖn ®o ®îc bÐ. Khi cã c¸c chÊt cã kh¶ n¨ng ion hãa m¹nh h¬n tõ cét s¾c ký ra ®i vµo ngän löa, bÞ ®èt nãng, bÞ ion hãa, dßng ®iÖn sÏ t¨ng m¹nh. Detector nµy cã ®é nhËy cao gÊp hµng tr¨m ®Õn hµng ngh×n lÇn so víi TCD vµ ph¶n håi víi hÇu hÕt c¸c chÊt h÷u c¬ trõ axit fomic, andehitfomic. Cã thÓ ®o ®îc nh÷ng dßng ®iÖn ®Õn 10-12A, ph¸t hiÖn ®îc ®Õn 10-9 gam. - Detector céng kÕt ®iÖn tö (ECD: Electron Capture Detector): Dùa vµo ¸i lùc kh¸c nhau cña c¸c chÊt ®èi víi c¸c electron tù do, ®Æc biÖt rÊt thÝch hîp ®èi víi c¸c hîp chÊt Clo hãa, Alkyl ch×… cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc mét sè thuèc trõ s©u clo hãa ®Õn møc picogam (10-12 gam). §é nh¹y cao. Ph©n tÝch b»ng GC: Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh:Tõ s¾c ký ®å ta sÏ nhËn ®îc c¸c tÝn hiÖu øng víi tõng cÊu tö gäi lµ c¸c pic s¾c ký. Thêi gian lu hay thÓ tÝch lu cña pic lµ ®Æc trng ®Þnh tÝnh cho chÊt cÇn t¸ch. So s¸nh thêi gian lu (thÓ tÝch lu) cña mÉu thö víi mÉu chuÈn ghi ë cïng ®iÒu kiÖn. Ph©n tÝch ®Þnh lîng: TÝn hiÖu thu ®îc ë Detector tû lÖ víi nång ®é hoÆc hµm l- îng c¸c cÊu tö. TÝn hiÖu ë ®©y thêng lµ chiÒu cao pic, diÖn tÝch pic. §Ó ®¹t ®îc hiÖu qu¶ ph©n tÝch ®óng, ®iÒu cÇn thiÕt lµ ph¶i t¸ch c¸c cÊu tö cÇn nghiªn cøu mét c¸ch Made in o0KyoShiRo0o 19
  20. hoµn chØnh, kh«ng cã sù xen phñ pic nµy víi pic kh¸c. øng dông cña ph¬ng ph¸p s¾c ký: Ph©n tÝch s¾c ký ®îc øng dông ®Ó t¸ch ph©n li, ph©n tÝch nhiÒu hîp chÊt kh¸c nhau, v« c¬ còng nh h÷u c¬, ®Æc biÖt lµ ph©n tÝch c¸c hîp chÊt h÷u c¬. Ph¬ng ph¸p nµy cã thÓ t¸ch vµ ph©n tÝch nhiÒu hçn hîp phøc t¹p. Made in o0KyoShiRo0o 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản