Mở trình đơn chính
Quang phổ của một ngọn lửa, cho thấy ba vạch chính, đặc trưng cho thành phần hóa học của các chất trong ngọn lửa.

Quang phổ học hay phân quang học, theo ý nghĩa ban đầu, là môn khoa học nghiên cứu về quang phổ, tìm ra các quy luật liên hệ giữa các tính chất vật lýhóa học của hệ vật chất với các quang phổ phát xạ hay hấp thụ của chúng; và ứng dụng các quy luật này trong các phương pháp phân tích quang phổ, tìm lại tính chất của hệ vật chất từ quang phổ quan sát được.

Mở rộng ra, phương pháp tương tự được áp dụng nghiên cứu các loại phổ, dải biến đổi của các tính chất vật lý và hóa học trong tập hợp các hạt vật chất (phân tử, nguyên tử, ion,...), gọi là phổ học. Các phương pháp phổ học nói chung đôi khi vẫn được gọi là quang phổ học vì lý do lịch sử của thuật ngữ, dù cho chúng có thể hoàn toàn không liên quan đến việc đo đạc các quang tử nhìn thấy được trong dải quang phổ phát ra hay hấp thụ bởi vật chất.

Mục lục

Quang phổSửa đổi

Các phương pháp phân tích quang phổ được quan tâm trong hóa học và trong các quan sát từ xa, khi các máy thu chỉ nhận photon đến từ vật chất, mà không thực hiện đo đạc trực tiếp trên vật.

Một ví dụ trong hóa học, có thể xác định nồng độ của một chất trong một dung dịch, bằng cách tạo ra phức màu của chất cần xác định hay một chất mà có khả năng xác định gián tiếp chất cần xác định với thuốc thử hữu cơ, rồi quan sát quang phổ của hệ. Phương pháp này dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện từ bởi các dung dịch của chất phân tích. Ở cùng một điều kiện, độ hấp thu hay mật độ quang sẽ tỷ lệ thuận với nồng độ chất hấp thụ. Điều kiện để làm thuốc thử tạo phức là phức tạo thành bền, cường độ màu mạnh, cho các phức chiết tốt, đặc biệt là chiết trong môi trường axit mạnh.

Một số kỹ thuật phân tích quang phổ tiêu biểu:

  • Quang phổ huỳnh quang XRF.
  • Quang Phổ tử ngoại - khả kiến UV-VIS.
  • Quang phổ phát xạ hồ quang OES[1]
  • Quang phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES
  • Quang phổ hồng ngoại
  • Quang phổ RAMAN

Các loại quang phổ:

1. Quang phổ  liên tục:

- Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím.

- Nguồn phát :

  • Các vật phát ra ánh sáng trắng.
  • Các chất rắn, lỏng, khí có tỷ khối lớn (áp suất cao)  bị nung nóng.

Đặc điểm:

  • Không phụ thuộc  cấu tạo của nguồn sáng, mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng.
  • Nhiệt độ nguồn sáng càng cao, quang phổ càng mở rộng về miền sáng có bước sóng ngắn.
  • Ví dụ: Ở 5000C  các vật phát tia đỏ yếu, đến 8000C vật đỏ tươi trên quang phổ có màu  đỏ và cam, đến 15000C quang phổ có đủ 7 màu nhưng màu tím rất yếu, đến 22000C vật sáng trắng quang phổ gồm đủ 7 màu với màu tím mạnh hơn nhiều.

- Ứng dụng: Khảo sát quang phổ liên tục của 1 vật sáng, ta có thể xác định:

  • Nhiệt độ và áp suất của vật đó, do đó quang phổ liên tục dùng để đo các nhiệt độ cao.  
  • Đo được nhiệt độ nguồn  sáng ở rất xa như  mặt trời, các vì sao. . .

2. Quang phổ vạch phát xạ:

 - Quang phổ vạch phát xạ  là quang phổ gồm các vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối.

- Nguồn phát :

  • Chất khí,hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng bằng nung nóng hay phóng tia lửa điện.
  • Kim loại nóng chảy, bay hơi.

- Đặc điểm:

  • Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch riêng đặc trưng cho nguyên tố đó.
  • Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng, vị trí, màu sắc các vạch và độ sáng tỷ đối của các vạch đó.
  • Ví dụ: Hơi Natri:  có  2 vạch vàng rất sáng cạnh nhau.

- Ứng dụng: Phép phân tích quang phổ.

  • Khi ánh sáng do một chất phát ra có vạch quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố hóa học nào thì trong chất đó phải có nguyên tố ấy.
  • Dùng để phát hiện các nguyên tố mới.

3. Quang phổ vạch hấp thụ :

- Quang phổ liên tụcthiếu các vạch màu do bị chất khí hay hơi kim loại hấp thụđược gọi là quang phổ vạch hấp thụ.

  • Hiện tượng đảo sắc của vạch quang phổ là hiện tượng vạch quang phổ sáng trở thành vạch tối.

- Nguồn phát:

Cách tạo:

  • Chiếu ánh sáng của đèn dây tóc vào máy quang phổ,ta được quang phổ liên tục.
  • Đặt giữa đèn và máy quang phổ một chất khí hay hơi kim loại thì trên quang phổ liên tục xuất hiện những vạch tối (vạch Fraunhofer).Quang phổ liên tục có các vạch tối gọi là quang phổ hấp thụ.
  • Nếu kim loại là hơi natri thì trên nền quang phổ liên tục ta thấy có hai vạch đen cạnh nhau ở trên phổ màu vàng.Ta nói bức xạ màu vàng bị hơi natri hấp thụ.

Nguồn phát :

  • Chiếu ánh sáng trắng qua chất khí hay hơi nung nóng.
  • Nhiệt độ khí hay hơi phải nhỏ hơn nhiệt độ nguồn sáng trắng.

- Điều kiện: Nhiệt độ của vật hấp thụ nhỏ hơn nhiệt độ nguồn sáng.

- Định luật Kirchhoff:

  • Định luật: Ở một nhiệt độ nhất định,một vật chỉ hấp thụ những bức xạ mà nó có khả năng phát ra. Ngược lại,nó chỉ phát bức xạ mà nó có khả năng hấp thụ.
  • Thí dụ: Hơi natri phát ra bức xạ màu vàng và chỉ hấp thụ bức xạ vàng.
  • Quang phổ hấp thụ của một chất đặc trưng cho chất đó. Những nguyên tố hóa học khác nhau thì vị trí các vạch đen cũng khác nhau.

- Ứng dụng:

  • Xác định sự có mặt của các nguyên tố trong hỗn hợp.
  • Quang phổ  của mặt trời là quang phổ hấp thụ, nhờ đó xác định thành phần cấu tạo của mặt trời và các vì sao….

4. Phép phân tích quang phổ và tiện lợi của phép phân tích quang phổ :

- Phép phân tích quang phổ  là phép phân tích thành phần cấu tạo của các chất trên cơ sở nghiên cứu quang phổ của chất đó.

+ Phép phân tích định tính: Xác định các nguyên tố cấu tạo của một mẫu vật bằng quang phổ vạch.

+ Phép phân tích định lượng:

  • Xác định nhiệt độ của mẫu vật bằng quang phổ liên tục.
  • Xác định nồng độ các thành phần cấu tạo bằng cường độ sáng của các vạch quang phổ. Có thể phát hiện nồng độ rất nhỏ của chất trong mẫu cần phân tích (thường cỡ0,002%).

Ưu điểm:

  • Cho kết quả nhanh hơn, nhạy hơn, chính xác hơn phép phân tích hóa học.
  • Khả năng phân tích từ xa, cho biết thành phần hóa học, nhiệt độ .

Các phép phân tích quang phổ và tiện lợi:


Chú thíchSửa đổi

  1. ^ “<data:blog.pageTitle/>”. Truy cập 9 tháng 2 năm 2015. 

Tham khảoSửa đổi

Liên kết ngoàiSửa đổi