3 ứng dụng của quang phổ hấp thụ trong đời sống

Phổ hấp thụ và phổ liên tục là những thuật ngữ quen thuộc trong vật lý, xuất hiện rất nhiều trong đời sống hàng ngày. Từ sắc màu của cầu vồng sau cơn mưa cho đến những dải ánh sáng đầy màu sắc. Để tìm hiểu về quang phổ hấp thụ, hãy đọc bài viết sau của Đông A.

1. Trả lời: Phổ hấp thụ là gì?

Để tìm hiểu phổ hấp thụ là gì, trước tiên hãy hiểu định nghĩa về phổ và phổ vạch là gì. Spectrum là tên của dải màu từ đỏ đến tím giống như cầu vồng, có thể ghi lại trên màn hình khi xuất hiện hiện tượng tán sắc ánh sáng.

Quang phổ vạch hay còn gọi là vạch quang phổ là tên gọi của các vạch tối hoặc vạch sáng trong quang phổ đều và liên tục. Chúng được hình thành từ sự hấp thụ hoặc phát xạ ánh sáng ở dải tần số hẹp hơn tần số liên tục.

Quang phổ có thể được ghi lại trên màn hình khi xuất hiện hiện tượng tán sắc ánh sáng

Phổ được chia thành ba loại: Phổ liên tục, phổ hấp thụ và phổ phát xạ. Phổ hấp thụ, còn được gọi là phổ vạch hấp thụ, dùng để chỉ loại quang phổ có các vạch tối trên quang phổ liên tục.

1.1 Cấu trúc

Phổ hấp thụ hay phổ vạch hấp thụ bao gồm các vạch tối, liên tục thiếu các vạch sáng do sự hấp thụ của hơi hoặc khí kim loại. Vì vậy, cách để thu được chúng là chiếu ánh sáng từ bóng đèn sợi đốt vào máy quang phổ. Sau đó đặt hơi hoặc khí kim loại vào giữa máy quang phổ và đèn. Khi nó hấp thụ vạch tối ta thu được phổ hấp thụ

Điều kiện khi thực hiện là nhiệt độ của chất khí, hơi phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát ra ánh sáng trắng.

1.2 Đặc điểm

Giống như các loại quang phổ khác, quang phổ vạch hấp thụ cũng có những đặc điểm, cụ thể:

Vị trí các vạch tối trùng với vị trí các vạch màu của nguyên tố đó trong chất khí, với điều kiện chất khí đó đang phát sáng.

Nếu đặt một chất lỏng hoặc chất rắn trên đường đi của chùm ánh sáng trắng, các vạch tối sẽ xuất hiện trên quang phổ liên tục của nguồn sáng này. Nguyên nhân xuất phát từ việc các phần tử chất lỏng và chất rắn hấp thụ nhiều bức xạ đơn sắc liền kề.

Trong trường hợp xuất hiện phổ vạch hấp thụ của hơi hoặc khí khi tắt nguồn sáng trắng, nền của phổ hấp thụ sẽ biến mất. Đồng thời, vạch đen của quang phổ này sẽ đảo màu và trở thành vạch màu trong phổ phát xạ của đám mây khí hoặc hơi nói trên.

Đặc tính phát xạ và hấp thụ tương ứng của hơi hoặc khí: ở nhiệt độ không đổi, hơi hoặc khí có thể phát ra ánh sáng đơn sắc cũng có thể hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó.

Tính riêng biệt: Mỗi nguyên tố hóa học sẽ có phổ vạch hấp thụ riêng biệt và đặc trưng cho nguyên tố đó. Dựa trên đặc điểm này, các nhà nghiên cứu có thể xác định các nguyên tố có trong một hỗn hợp hoặc hợp chất nhất định.

Phổ vạch hấp thụ

1.3 Phân loại

Cũng dựa trên cấu trúc hấp thụ hơi nguyên tử này của quang phổ hấp thụ, người ta đã sáng tạo ra phương pháp tính nồng độ các nguyên tố trong một mẫu gọi là quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), tên tiếng Anh là Atomic. Máy đo quang phổ hấp thụ. Trong hóa học, quang phổ hấp thụ nguyên tử được sử dụng cho mục đích định lượng và định tính. Chúng ta có thể định lượng được 56 nguyên tố kim loại và một số kim loại ở giới hạn nồng độ từ ppm (µg) đến ppb (ng)

2. Nguyên lý hoạt động của phương pháp quang phổ hấp thụ là gì?

Quang phổ hấp thụ có nguyên lý hoạt động không quá phức tạp. Đầu tiên chúng ta cho vật thể phát ra ánh sáng từ nguồn nóng để tạo thành các dải sóng hoặc bước sóng, đó là quang phổ liên tục. Sau đó chúng tôi để chúng đi qua không khí lạnh. Kết quả sẽ là một dải màu thay đổi với các vạch tối xen kẽ, đó là quang phổ vạch hấp thụ. Thông qua việc phân tích vị trí vạch tối, chúng ta có thể phát hiện được tên gọi các nguyên tố hóa học.

Qua phân tích vị trí vạch tối có thể phát hiện được tên gọi các nguyên tố hóa học

3. 3 ứng dụng của quang phổ hấp thụ trong đời sống

Quang phổ hấp thụ được ứng dụng rộng rãi trong đời sống. Dưới đây là 3 ứng dụng phổ biến:

Ứng dụng 1: Xác định cấu hình, thành phần của mặt trời và các ngôi sao. Quang phổ của mặt trời và các ngôi sao là quang phổ hấp thụ

Ứng dụng 2: Xác định các thành phần hóa học có trong mẫu ở mức đáng kể. Các nhà khoa học có thể xác định các nguyên tố có mặt và đánh giá tỷ lệ phần trăm có trong mẫu

Ứng dụng 3: Cung cấp cho các chuyên gia những thông tin quan trọng về thành phần, cấu trúc của các chất, từ đó phục vụ nghiên cứu và ứng dụng khoa học.

4. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử có tác dụng gì?

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử là thiết bị phân tích nguyên tố dùng để xác định hàm lượng nguyên tử trong các mẫu rắn hoặc lỏng thông qua phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) nêu trên. Máy có thể phân tích hàm lượng kim loại nặng trong đất, nước, không khí, phân bón và nông sản. Thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: thực phẩm, môi trường, y học và nhiều ngành công nghiệp khác.

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

Người ta sẽ chiếu xạ đám mây hơi nguyên tử bằng một nguồn năng lượng bức xạ đặc trưng của loại nguyên tử cụ thể đó. Sau đó đo cường độ còn lại của năng lượng bức xạ đặc trưng này sau khi bị hơi nguyên tử hấp thụ. Từ đó có thể tính toán được nồng độ các nguyên tố trong mẫu để phân tích.

Trên đây là những kiến ​​thức và ứng dụng của quang phổ hấp thụ. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp phân tích nguyên tố hiệu quả và chính xác thì phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử là sự lựa chọn phù hợp.