Chủ đề này gồm các vấn đề: máy quang phổ, các loại quang phổ, phân tích quang phổ
A. LÍ THUYẾT
1. Máy quang phổ
a. Định nghĩa
– Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc khác nhau. Nói khác đi, nó dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra .
b. Cấu tạo
|
|
Gồm 3 bộ phận chính:
Ống chuẩn trực: Gồm thấu kính hội tụ và khe S tại tiêu diện .Tạo ra chùm tia song song .
Lăng kính P: Làm tán sắc chùm tia song song từ chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
Buồng ảnh: Gồm thấu kính hội tụ và kính ảnh tại tiêu diện ảnh của .Thu ảnh quang phổ.
c. Nguyên tắc hoạt động
– Máy hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng của lăng kính. (và hiện tượng giao thoa ánh sáng).
2. Các loại quang phổ
a. Các loại quang phổ
|
Quang phổ liên tục |
Quang phổ vạch phát xạ |
Quang phổ vạch hấp thụ |
|
|
Định nghĩa |
Là một dải sáng có màu biến đổi liên tục không bị gián đoạn. |
Hệ thống những vạch màu riêng biệt nằm trên một nền tối. Nói cách khác là các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối. |
Là những vạch tối riêng rẽ nằm trên một nền quang phổ liên tục. |
|
Nguồn và điều kiện phát sinh |
Do các chất rắn, chất lỏng hay chất khí có áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra |
Do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích hoặc nung nóng phát ra. |
–Nguồn để phát quang phổ liên tục và một nguồn khí, hơi (ở áp suất thường hoặc thấp) -Nhiệt độ của nguồn phát quang phổ liên tục phải thấp hơn nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục |
|
Đặc điểm |
- Không phụ thuộc thành phần cấu tạo nguồn sáng - Chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng. |
- Các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về: số lượng vạch, vị trí các vạch và độ sáng độ sáng tỉ đối giữa các vạch. -Mỗi nguyên tố hoá học có một quang phổ vạch đặc trưngcủa nguyên tố đó. |
- Các vạch tối xuất hiện đúng vị trí các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chất hơi đó. |
|
Ứng dụng |
Dùng để xác định nhiệt độ của các vật phát sáng (đặc biệt các vật ở xa) |
- Nhận biết được thành phần cấu tạo của chất trong các hỗn hợp hay hợp chất. |
- Biết được thành phần của hợp chất. |
b. Hiện tượng đảo sắc các vạch quang phổ
- Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hay hơi có khả năng phát ra những ánh sáng đơn sắc nào thì có nó cũng khả năng hấp thụ nhưng ánh sáng đơn sắc đó.
3. Phân tích quang phổ
a. Định nghĩa:
– Phân tích quang phổ là phương pháp vật lí dùng để xác định thành phần hóa học của một chất (hay hợp chất), dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra hoặc hấp thụ.
b. Đặc điểm
+ Xác định thành phần cấu tạo của nguồn một cách định tính và định lượng
+ Phép phân tích rất nhạy
+ Phân tích quang phổ có thể tiến hành từ xa nguồn và cùng một lúc có thể xác định nhiều.
B. BÀI TẬP
Bài tập ở chủ đề này chủ yếu là các bài tập định tính, thuần túy lí thuyết. Cần nắm vững các định nghĩa, tính chất, ứng dụng… để nhanh chóng chọn được phương án phù hợp với yêu cầu đề ra.
Đối với những ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao, việc lựa chọn khắt khe dòng sản phẩm thiết bị phù hợp là cực kỳ quan trọng. Trong đó, điển hình là máy quang phổ – thiết bị đo lường phổ biến, ứng dụng trong đa dạng ngành công nghiệp từ nghiên cứu vật liệu, thực phẩm, điện tử, môi trường…
Vì vậy, hãy cùng Việt Anh Instruments tìm hiểu rõ hơn về chức năng, công dụng và nguyên lý, cấu tạo của máy đo quang phổ trong bài viết này nhé!
Máy quang phổ là gì?
Máy quang phổ (spectrophotometer) là thiết bị dùng để tách, định lượng, phân tích những chùm ánh sáng từ phức tạp thành những tia đơn sắc. Dụng cụ này hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi của ánh sáng. Nhờ đó, loại thiết bị đo màu này khá hữu ích trong việc chụp, đánh giá màu sắc chuẩn xác trên tất cả các loại vật liệu đa dạng từ chất lỏng hay nhựa đến giấy, vải, kim loại.
Với tính năng xác định nhanh chóng và chính xác các loại tính chất, thành phần, trạng thái, hàm lượng và cấu trúc của khối vật chất bất kỳ khi phân tích, máy quang phổ đã trở thành trợ lý đắc lực trong các phòng thí nghiệm, nhà máy, trường học, xí nghiệp,… giúp người dùng tiết kiệm được nhiều thời gian hơn và công sức hơn các phương pháp khác.
Hiện nay, máy quang phổ được sử dụng ở hầu hết các lĩnh vực trong đời sống với nhiều mục đích nghiên cứu khác nhau nên các nhà nghiên cứu, phát triển đã cho ra đời nhiều dòng máy đa dạng hơn để đáp ứng được những ứng dụng chuyên biệt, giúp công việc trở nên dễ dàng hơn.
Cấu tạo của Máy quang phổ
Tùy vào mỗi loại quang phổ kế khác nhau mà cấu trúc cũng sẽ khác, nhưng về cơ bản, cấu tạo của một máy quang phổ gồm có những bộ phận chính sau:
– Nguồn sáng (Light source): Để quy trình thí nghiệm phân tích quang phổ diễn ra thuận lợi,. nguồn sáng của máy phải tuân thủ đầy đủ các yếu tố như: dải bước sóng rộng, khả năng hoạt động tương đối ổn định theo thời gian, độ bền cao, giá thành hợp lý. Điển hình là đèn halogen và đèn deuterium
– Ống chuẩn trực: đây thực tế là một thấu kính hội tụ, có tác dụng biến đổi chùm ánh sáng từ nguồn sáng đi vào khe p F thành chùm tia song song.
– Hệ tán sắc: gồm hai lăng kính, được sử dụng để phân tán sắc chùm ánh sáng ra khỏi ống chuẩn trực. Đây được xem là thành phần quan trọng nhất của máy quang phổ.
Tuy nhiên, với bước tiến vượt bậc của kỹ thuật, các máy quang phổ ngày nay thường dùng hệ tán sắc là cách tử nhiễu xạ hiện đại hơn là dùng lăng kính.
– Buồng ảnh: hay còn gọi là ống ngắm, buồng tối,… là nơi để người dùng đặt mắt và nhắm hướng quan sát, đồng thời ghi lại hình ảnh của quang phổ để hỗ trợ nghiên cứu.
Nguyên lý hoạt động của Máy quang phổ
Như đã đề cập ở mục 1, nguyên lý hoạt động của máy quang phổ chủ yếu dựa trên quá trình phân tích, biến đổi chùm ánh sáng phức tạp thành chùm ánh sáng đơn sắc khác nhau. Vật lý học gọi đó là hiện tượng tán sắc. Hiện tượng này xảy ra vì chiết suất của môi trường trong suốt với ánh sáng đơn sắc khác nhau thì sẽ không giống nhau vì nó phụ thuộc vào yếu tố bước sóng của ánh sáng. Quá trình phân tích thử nghiệm này sẽ đưa ra những thông tin chuẩn xác về trạng thái, thành phần, tính chất của những khối vật chất.
Ứng dụng Máy quang phổ
Máy quang phổ (spectrophotometer) thực sự hữu ích trong hầu hết các lĩnh vực với công dụng nổi bật là nhận biết chính xác các thành phần cấu tạo của sự vật.
Ngoài ra, thiết bị quang phổ kế này còn được ứng dụng nhiều trong các phân tích lâm sàng, thí nghiệm hóa học và sinh học, đặc biệt là trong các phòng thí nghiệm hóa học dầu mỏ, phòng quản lý chất lượng như kiểm soát môi trường, kiểm soát nguồn nước.
Đối với ngành thực phẩm, máy quang phổ có tác dụng kiểm tra chất lượng đầu vào, đầu ra, cùng bao bì đóng gói thực phẩm…
Dòng Máy quang phổ nào đang nổi trội nhất trên thị trường
Hiện nay, máy quang phổ (spectrophotometer) đã có 3 loại cơ bản: quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ. Nhờ vào đó , ứng dụng của máy quang phổ trở nên đa dạng hơn, phục vụ nhu cầu cho mọi khách hàng và những dòng máy hiện đại, tân tiến nhất cũng được phát triển và xây dựng phục vụ tốt hơn cho người sử dụng.Trong đó phải kể đến Máy quang phổ UV-VIS.
Máy quang phổ UV-VIS là thiết bị quang phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS, có tác dụng chính là dùng để thu, phân li và ghi lại phổ chính xác của một vùng phổ quang học nhất định.
Đặc biệt, với thiết kế hiện đại, đơn giản, tính năng dễ sử dụng, định hướng thân thiện người dùng cùng độ chính xác và đáng tin cậy với giá thành vừa phải, Máy quang phổ UV-VIS được dùng phổ biến nhất trong các phân tích hợp chất với hàm lượng nhỏ . Do đó, dòng máy quang phổ UV-VIS đang được ứng dụng khá phổ biến, đa lĩnh vực như Y dược, sinh học; Nông nghiệp; Công nghiệp thực phẩm ( chẳng hạn xác định hàm lượng Sắt có trong các mẫu bột mì, hoặc tương tự như hàm lượng Nitrat, Nitrit trong thịt); Kiểm soát môi trường tự nhiên hay phân tích nguồn nước; kiểm soát chất lượng ngành công nghiệp đồ uống…
Tại sao nên chọn Máy quang phổ UV-Vis của Thermo?
Máy quang phổ UV-Vis của Thermo có xuất xứ từ Mỹ, là thương hiệu uy tín luôn cung cấp sản phẩm uy tín, chính hãng 100% , tuổi thọ cao, khả năng đo lường chính xác và độ lặp lại được tối ưu hóa.
Đặc biệt, với đa dạng sự lựa chọn trên thị trường máy quang phổ hiện nay, người dùng cần xem xét kỹ cơ sở cung cấp uy tín để đảm bảo chọn lựa những sản phẩm ứng dụng tốt nhất.
Là một trong những thương hiệu hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực cung cấp thiết bị và dịch vụ kỹ thuật đa ngành:thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp, sản xuất, công nghiệp, Việt Anh Instruments là đơn vị được nhiều người lựa chọn và đánh giá cao trong 25 năm qua.
Máy quang phổ UV-VIS của Thermo được Việt Anh cung cấp và phân phối độc quyền hiện đang có mặt ở hầu hết các trung tâm phân tích, nhà máy, công ty lớn trong ngành tại Việt Nam như : Ajinomoto, SGS, CJ Vina Agri, nhà máy CP, Pepsi food,Terumo, Công nghệ sinh học REP, Japfa, Polytex, Trung tâm công nghệ sinh học…