Phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến còn được gọi là phương pháp quang phổ hấp thụ điện từ, là một trong các phương pháp phân tích dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện từ.
Xác định độ hấp thụ
Độ hấp thụ A của một dung dịch là logarit thập phân của nghịch đảo độ truyền quang T khi cho ánh sáng đơn sắc điqua. Nó được biểu thị bằng phương trình:
A= log10[1/T]= log10[ I0 /I]
Trong đó: I là cường độ ánh sáng đơn sắc sau khi đã truyền qua dung dịch; I0 là cường độ ánh sáng đơn sắc tới; T là độ truyền quang. Ngoại trừ sự có mặt của các yếu tố lý – hóa học khác, độ hấp thụ A tỷ lệ với độ dài quang trình d của ánh sáng truyền qua dung dịch [bề dày lớp dung dịch] và nồng độ c của dung dịch chất khảo sát. Sự phụ thuộc này được biểu thị bằng phương trình:
A= ε x c x d
Trong đó: ε là độ hấp thụ mol; d được biểu thị bằng cm; c biểu thị bằng mol/ lít. Độ hấp thụ của dung dịch chất tan ở nồng độ 1 % [kl/tt] hay 10 g/l trong một cốc đo có chiều dày 1 cm và đo ở một bước sóng xác định là độ hấp thụ riêng của chất tan và được ký hiệu là A [1 %, 1 cm]. Độ hấp thụ riêng của chất tan được tính bằng công thức:
A [1 %, 1 cm] = [ 10 x ε]/M
Trong đó: M là khối lượng phân tử của chất thử. Độ hấp thụ riêng của một chất trong một dung môi xác định và đo ở một bước sóng xác định là một đặc tính của chất đó. Trừ những chỉ dẫn khác trong chuyên luận riêng, người ta đo độ hấp thụ ở độ dài sóng quy định và sử dụng quang trình dài 1 cm ở 19 °c đến 21 °c.
Ngoại trừ các chỉ dẫn trong chuyên luận riêng. Các phép đo được tiến hành so sánh với dung môi hoặc với hỗn hợp dung môi đã dùng để chuẩn bị mẫu thử. Độ hấp thụ của dung môi hoặc hỗn hợp dung môi đó đối chiếu với không khí không được vượt quá 0,4 và tốt nhất là dưới 0,2. Khi vẽ phổ hấp thụ, đặt độ hấp thụ hoặc hàm so của độ hấp thụ trên trục tung và đặt độ dài sóng hoặc hàm số của độ dài sóng trên trục hoành.
Khi một chuyên luận riêng đưa ra một trị số riêng lẻ cho vị trí của một cực đại, điều này được hiểu là trị số khảo sát được có thể lệch không quá ± 2 nm.
Thiết bị
Máy quang phổ thích hợp dùng cho việc đo phổ vùng từ ngoại và khả kiến bao gồm một hệ thông quang học có khả năng cung cấp ánh sáng đơn sắc trong dải từ 200 nm đến 800 nm và một thiết bị phù hợp để đo độ hấp thụ. Hai cóng đo dùng cho dung dịch thử và dung dịch đối chiếu cần phải có đặc tính quang học như nhau. Khi đo trên máy tự ghi hai chùm tia, cốc đựng dung dịch đối chiếu được đặt ở bên có chùm tia đối chiểu đi qua.
Kiểm tra độ dài sóng
Kiểm tra thang độ dài sóng bằng cách sử dụng cực đại hấp thụ của dung địch holmi perclorat. Vạch phổ của đèn nguồn hydro hoặc đèn deuterium và các vạch phổ của đèn hơi thủy ngân được chỉ ra ở dưới đây: Giới hạn sai lệch cho phép là ± 1 nm ở vùng tử ngoại và± 3 ntn ở vùng khả kiến.
241,15 nm [Hg] 404,66 nm [Hg] 253,70 nm [Hg] 435,83 nm [Hg] 287,15 nm [Hg] 486,00 nm [Dβ] 302,25 nm [Hg] 486,10 nm [Hβ] 313,16 nm [Hg] 536,30 nm [Hg] 334,15 nm [Hg] 546,07 nm [Hg] 361,50 nm [Hg] 576,96 nm [Hg] 365,48 nm [Hg] 579,07 nm [Hg]
Kiểm tra độ hấp thụ
Kiểm tra độ hấp thụ cúa dung dịch kali dicromat ở các độ dài sóng chỉ ra ở Bảng 4.1. Trong bảng mỗi độ dài sóng có một giá trị chính xác của độ hấp thụ riêng A [1 %, 1 cm] và các giới hạn cho phép. Dung sai độ hấp thụ là 0,01. Đế kiểm tra độ hấp thụ ở bước sóng 235 nm, 257 nm, 313 nm và 350 nm, dùng một dung dịch kali dicromat được chuẩn bị theo cách sau: Hòa tan 57,0 mg đến 63,0 mg kali dicroinat đã được sấy ở 130 °c đến khối lượng không đổi trong một lượng dung dịch acid sulfuric 0,005 M để tạo thành vừa đủ 1000 ml dung dịch. Để kiểm tra độ hấp thụ ở bước sóng 430 nm, hòa tan 57,0 mg đến 63,0 mg kali dicromat đã được sấy ở 130 °c đến khối lượng không đổi trong một lượng dung dịch acid sulfuric 0,005 M để tạo thành vừa đủ 100 ml dung dịch
Bảng 4.1
ĐỘ DÀI SÓNG [mm] A [1 %, 1 cm] GIỚI HẠN CHO PHÉP 235 124.5 122.9-126.2 257 144.5 142.8-146.2 313 48.6 47.0-50.3 350 107.3 105.6-109.0 430 15.9 1507-16.1
Giới hạn ánh sáng lạc
Ánh sáng lạc có thê được phát hiện ở độ dài sóng đã cho bằng kính lọc thích hợp, hoặc dung dịch hóa chất thích hợp ví dụ độ hấp thụ của dung dịch kali clorid 1,2 % [TT] trong một cốc đo có quang trình dài 1 cm phải tăng rõ rệt giữa bước sóng 220 nm và bước sóng 200 nm và phải lớn hơn 2,0 ở độ dài sóng 198 nm khi so sánh với nước cất.
Độ phân giải [cho phân tích định tính]
Khi có quy định trong chuyên luận, tiến hành kiểm tra độ phân giải của máy như sau: Ghi phổ của dung dịch toluen 0.02 % [tt/tt] trong hexan [tt]. Giá trị tối thiểu của tỷ số giữa độ hấp thụ ở cực đại 269 nm và độ hấp thụ ở cực tiểu 266 nm được quy định trong chuyên luận riêng.
Độ rộng khe phổ [cho phân tích định lượng]
Để tránh sai số gây ra bởi độ rộng khe phổ, khi sử dụng một máy có độ rộng khe phổ thay đổi ở độ dài sóng đã chọn thì độ rộng khe phổ phải nhỏ so với nửa độ rộng của băng hấp thụ. Nhưng độ rộng này phải đủ lớn để thu được giá trị cao của cường độ ánh sáng tới 10 và việc thu hẹp độ rộng khe phổ sau đó phải không làm cho độ hấp thụ đọc được tăng lên.