Máy quang phổ là gì? Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ ra sao? Hiện nay, có những loại máy quang phổ nào nổi bật? Công dụng và cách bảo quản máy quang phổ? Địa chỉ mua máy quang phổ uy tín, giá rẻ? Đây là những câu hỏi đang đặt ra của rất nhiều người trong thời gian qua. Hãy cùng tìm hiểu các vấn đề trên qua bài viết tổng hợp dưới đây của VietChem.
Máy quang phổ là gì?
Máy quang phổ là một thiết bị hoạt động dựa trên sự phân tích ánh sáng. Nó sẽ phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau, giúp quan sát và xác định được các thành phần của một nguồn sáng. Hay có thể hiểu theo các khác, máy quang phổ là thiết bị dùng trong nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp từ một nguồn sáng phát ra.
Thông qua việc phân tích ánh sáng, người ta sẽ thu được các thông tin về tính chất, thành phần của khối vật chất. Từ đó, dễ dàng xác định đực hàm lượng của các thành phần cũng như cấu tạo của khối chất.
Máy quang phổ là gì?
Cấu tạo máy quang phổ
Một máy quang phổ bao gồm những bộ phận chính sau:
- Ống chuẩn trực: đây là bộ phận đảm nhiệm vai trò biến chùm sáng đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song dựa vào thấu kính hội tụ
- Hệ tán sắc: bao gồm hai lăng kính có tác dụng làm tán sắc chùm sáng vừa ra khỏi ống chuẩn trực
- Buồng ảnh hay ống ngắm hoặc buồng tối: là nơi để đặt mắt quan sát các quang phổ hoặc để thu ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.
Cấu tạo cơ bản của máy quang phổ
Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ
- Máy quang phổ hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng với bộ phận chính thực hiện nó là lăng kính. Hiện tượng tán sắc xảy ra do việc chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau là khác nhau và tùy thuộc vào bước sóng của ánh sáng.
- Cụ thể như: khi mẫu kim loại cần phân tích được kẹp vào giữa 2 điện cực sẽ kích thích nguồn phát quang dưới nguồn khí trơ bảo vệ. Dưới sự tác động của nguồn phát hồ quang, mẫu bị đốt cháy và tạo ra nguồn ánh sáng trắng [loại ánh sáng vao gồm nhiều loại ánh sáng đơn sắc]. Sau đó, ánh sáng này sẽ được đưa vào buồng quang học của hệ thống “máy quang phổ phát xạ” và đến cách tử, rồi thu nhận ở đầu dò. Cách tử tách ánh sáng trắng này thành các ánh sáng đơn sắc khác nhau. Mỗi ánh sáng đơn sắc đặc trưng lại có một nguyên tố nhất định. Cường độ của ánh sáng tượng trung cho hàm lượng % nguyên tố có trong mẫu. Trong qua trình hoạt động, chùm ánh sáng đơn sắc sẽ được thu nhận ở đầu dò [detector]. Đầu dò tiếp nhận và biến đổi năng lượng ánh sáng tạo thành mức năng lượng điện áp. Cuối cùng, nguồn năng lượng này được đưa vào trong bo mạch điện tử để thu thập dữ liệu, tính toán và cho ra kết quả phân tích.
Máy quang phổ hoạt động dựa trên hiện tượng tán xạ ánh sáng
Các loại quang phổ
1. Phân tích quang phổ
Phân tích quang phổ có thể hiểu là phương pháp vật lý dùng trong xác định thành phần hóa học của một chất hay một hợp chất dựa trên nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất đó phát ra hoặc hấp thụ. Nó có các đặc điểm cơ bản sau:
- Nó xác định các thành phần cấu tạo của nguồn một cách định tính và định lượng.
- Phép phân tích cho kết quả nhanh, nhạy hơn so với phép phân tích hóa học
- Có khả năng phân tích từ xa và có thể xác định nhiều cùng một lúc.
2. Các loại quang phổ
| Nội dung | Quang phổ liên tục | Quang phổ vạch phát xạ | Quang phổ vạch hấp thụ |
| Khái niệm | Là một dải sáng với màu biến đổi liên tục và không bị gián đoạn | Là một hệ thống các vạch sáng riêng lẻ trên một nền tối hay có thể hiểu là các vạch màu riêng lẻ và ngăn cách nhau bởi những khoảng tối. | Là hệ thống các vạch tối riêng rẽ nằm trên nền quang phổ liên tục |
| Nguồn và điều kiện phát sinh | Do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khỉ với áp suất lớn phát ra khi bị nung nóng | Do các chất khí hay hơi áp suất thấp khi bị nung nóng đến nhiệt độ cao hoặc kích thích bằng điện đến phát sáng phát ra. | Do chất khí với áp suất thấp được đặt trên đường đi của một chùm sáng trắng. |
| Đặc điểm cơ bản | Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn sáng mà không phụ thuộc vào thành phân cấu tạo | - Số lượng cùng vị trí các vạch của quang phổ phát xạ của nguyên tố khác nhau thì khác nhau và có độ sáng tỷ đối cũng khác nhau ở các vạch. - Mỗi một nguyên tố sẽ có một quang phổ vạch phát xạ đặc trưng. | Vị trí của các vạch tối trùng với vị trí các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chất hơi đó. |
| Ứng dụng | Dùng cho xác định nhiệt độ các vật phát sáng, nhất là các vật ở xa | Sử dụng để nhận biết thành phần cấu tạo nên chất trong các hỗn hợp hay hợp chất | Dùng trong xác định các thành phần của hợp chất |
Cách sử dụng máy đo quang phổ
- Trước hết, tiến hành chiếu vào khe F của ống chuẩn mực C một chùm ánh sáng được phát ra từ nguồn sáng J. Giả sử, nguồn sáng J sẽ phát ra hai bức xạ đơn sắc là đỏ và tím.
- Sau đó, ánh sáng phát ra từ nguồn sáng J sẽ trở thành chùm tia sáng song song dưới tác dụng của thấu kính L1
- Chùm sáng song song sau khi vào lăng kính sẽ bị tách thành hai chùm sáng song song: gồm một chùm màu đỏ và một chùm màu tím. Hai chùm này lệch theo hai phương khác nhau.
- Cuối cùng, thu được hai vạch quang phổ là vạch S1 có màu đỏ và vạch S2 có màu tím trên màn M của buồng ảnh nhờ vào thấu kính hội tụ L2.
Các loại máy quang phổ nổi bật hiện nay
1. Máy quang phổ lăng kính
1.1. Định nghĩa
Máy quang phổ lăng kính biến những chùm tia sáng phức tạp thành những chùm tia sáng đơn giản từ đó giúp chúng ta dễ dàng xác định được những thành phần có trong vật chất. Ngoài ứng dụng trong phòng thí nghiệm, nó còn có là sản phẩm rất hữu ích trong cuộc sống hàng ngày. Máy quang phổ lăng kính giúp chúng ta xác định độ an toàn của đồ ăn thông qua phân tích, phát hiện thành phần độc hại có trong đồ ăn hàng ngày.
1.2. Cấu tạo
Bộ phận chính của máy quang phổ lăng kính:
- Ống chuẩn mực: biến chùm tia sáng phân kỳ thành chùm tia song song nhờ thấu kính hội tụ.
- Hệ tán sắc: gồm 2 lăng kính có tác dụng tán sắc những chùm tia mới đi ra từ ống chuẩn trực từ đó biến tia sáng đa sắc thành đơn sắc.
- Ống ngăm và buồng ảnh [hay buồng tối]: dùng để quan sát tia sáng bằng mắt
1.3. Quy trình hoạt động
- Đặt vật cần nghiên cứu ở một vị trí xác định
- Chiếu chùm sáng từ vật vào ống chuẩn trực của máy quang phổ lăng kính
- Khi qua ống chuẩn trực, chúng sẽ được thấu kính hội tụ chuyển thành các chùm tia song song.
- Các chùm tia này sẽ di chuyển đến lăng kính ở hệ tán sáng và bị tách ra. Sau khi rời khỏi đây, sẽ có những tia sáng đơn sắc song song với màu sắc riêng biệt và bị lệch thành hai phương
- Ở buồng ảnh, ta thu được quang phổ của nguồn sáng.
Hình ảnh máy quang phổ lăng kính
2. Máy quang phổ UV – VIS
2.1. Định nghĩa
Máy quang phổ UV – VIS có tên đầy đủ là máy quang phổ hấp thụ phân tử ngoại khả kiến UV – VIS. Nó được sử dụng trong thu, phân li và ghi lại phổ của một vùng phổ quang học nhất định.
Máy quang phổ UV – VIS gồm 2 loại:
- Máy quang phổ UV – VIS một chùm tia
- Máy quang phổ UV – VIS hai chùm tia
2.2. Phổ UV – VIS là gì?
- Phổ UV – VIS hay phổ hấp thụ phân tử UV – VIS, là loại phổ được sinh ra do sự tương tác giữa các điện tử hóa trị trong các liên kế d, p với đôi điện tử n trong phân tử hay nhóm phân tử của các chất có chùm tia sáng kích thích thich hợp tạo nên.
- Phổ hấp thụ phân tử UV – VIS là phổ đám gồm các cực đại và cực tiểu của phổ nằm tại các bước sóng xác định tùy thuộc vào cấu trúc cùng loại liên kết trong phân tử hay nhóm nguyên tử.
2.3. Cấu tạo
Máy quang phổ UV – VIS ao gồm những thành phần cơ bản sau:
- Nguồn sáng: đóng vai trò cung cấp bức xạ tương thích với quá trình đo, thường là các chùm bức xạ đa sắc.
- Bộ phận đơn sắc hóa: bao gồm kính lọc, lăng kính, cách tử và khe sáng
- Buồng đo: Khoang hấp thu quang phổ là vùng tối và nằm nơi cuối cùng của đường truyền, sau khi tia bức xạ đơn sắc được phân tách sẽ di chuyển đến đó.
- Detector: bộ phận có nhiệm vụ ghi nhận, xử lý tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Nó sẽ cảm nhận bức xạ điện từ sau khi bị hấp thụ và chuyển đổi chúng thành dòng điện.
2.4. Cách sử dụng máy quang phổ UV – VIS
Về cơ bản, máy quang phổ UV – VIS cũng hoạt động tương tự như các máy quang phổ khác.
- Phổ mà vật chất hấp thụ phần lớn là các năng lượng ánh sáng của một trong những bước sóng ánh sáng tới bới các nguyên tố, phân tử có trong vật chất.
- Kết hợp cùng với sự chuyển đổi năng lượng ngay trong vật chất tạo nên những thay đổi nhất định. Các chùm sáng từ vật chất đã trở nên phức tạp hơn.
- Với cấu tạo, cấu trúc và các thành phần nguyên tố, phân tử khác nhau dã tạo nên khả năng hấp thụ ánh sáng của mỗi vật chất là không giống nhau. Nó sé hấp thụ năng lượng phụ thuộc vào khả năng của mình. Từ đó, chúng ta có thể sử dụng máy quang phổ để xác định được hàm lượng của chất, các thành phần cấu tạo và có mặt trong vật chất thông qua sự phân tích chùm sáng.
Hình về máy quang phổ UV-VIS
3. Máy quang phổ huỳnh quang tia X
Máy quang phổ huỳnh quang tia X được sử dụng để phân tích thành phần nguyên tố trong vật liệu.
Hoạt động:
- Khi chiếu tia X vào một vật thể thì một phần của tia X sẽ bị hấp thụ bởi vật thể và phần còn lại thì xuyên qua.
- Phụ thuộc vào thành phân hóa học tạo nên vật thể cùng độ dày của chúng mà có mức độ hấp thụ và xuyên qua khác nhau.
4. Máy quang phổ kế [Spectrophotometer]
4.1 Định nghĩa
Quang phổ kế hay còn gọi là máy quang phổ Spectrophotometer là thiết bị phân tích ảnh sáng, biến chùm tia sáng phức tạp thành đơn giản và được ứng dụng rất nhiều trong cá phòng thí nghiệm, nhà máy,...
4.2 Phân loại
Máy quang phổ Spectrophotometer chia thành 2 loại:
- Quang phổ phát xạ: Thành phần định tính của vật chất có thể được xác định và phân tích khi đun nóng chúng đến 1 nhiệt độ nhất định nào đó.
- Quang phổ hấp thụ: Chiếu tia sáng lên vật và quan sát chùm sáng phản xạ hoặc đường chuyền qua vật chất đó.
Công dụng của máy quang phổ
Công dụng nổi bật
- Nhận biết các thành phần cấu tạo của các vật, xác định nồng độ mẫu lỏng,...
- Phát hiện và hỗ trợ trong loại bỏ những thành phần độc hại: nhờ vào việc xác định hàm lượng của các thành phần có trong mẫu mà những thành phần độc hại có thể được phát hiện. Từ đó, hỗ trợ các nhà quản lý chất lượng có thể loại bỏ chúng ra khỏi thực phẩm.
Một số ứng dụng cụ thể
- Trong dược phẩm: giúp xác định hàm lượng quinin có trong dược tá
- Trong ngành môi trường: xác định được nồng độ chất độc hại trong đó có cả chất ung thư có trong không khí.
- Trong y học: xác định hàm lượng ion vô cơ trong máu cùng nước tiểu
- Trong công nghệ thực phẩm: phân tích hàm lượng thủy ngân, chất độc hại khác,… trong thực phẩm và giúp kiểm tra chất lượng bao bì đóng gói thực phẩm.
- Ứng dụng khác: phân tích nhanh các mảnh kim loại nhỏ, hợp kim,… trong công nghiệp chế tạo máy bay, ô tô,…
Bảo quản máy quang phổ đúng cách
- Sau khi sử dụng xong cần giữ cho máy được sạch sẽ. Định kỳ lau chùi.
- Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh sáng trực tiếp. Nên định kỳ kiểm tra, tránh các con vật tiếp cận và gây hư hỏng các bộ phận.
Địa chỉ mua máy quang phổ uy tín, giá rẻ?
Nếu bạn đang cần tìm nơi mua máy quang phổ uy tín, chất lượng thì VietChem là địa chỉ không nên bỏ qua. Với 20 năm trong lĩnh vực cung ứng hóa chất công nghiệp, hóa chất và thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, VietChem sẽ mang đến cho quý khách những sản phẩm không chỉ đảm bảo về chất lượng mà giá thành còn phải chăng. Bên cạnh đó, các dịch vụ và chính sách đi kèm cũng sẽ làm hài lòng quý khách hàng. Tại VietChem, đang có sẵn các loại máy quang phổ đến từ các thương hiệu lớn trên thế giới như:
- Máy quang phổ UV – VIS 2 chùm tia LUS-B10 LABTRON
- Máy quang phổ UV – VIS 2 chùm tia LUS-B11 LABTRON
- Máy quang phổ UV – VIS 2 chùm tia LUS-B12 LABTRON
- Máy quang phổ 1 chùm tia OPTIZEN POP Klab
- Máy đo quang phổ UV-Vis 1 chùm tia UV-1100 Macy
- Máy quang phổ 1 chùm tia OPTIZEN POP - V Klab
- Máy quang phổ UV – VIS 725N Genius
- Máy quang phổ UV – VIS UV1500 PC Macy
- Máy quang phổ UV 1700 UV/VIS Macy
- ...
Một số sản phẩm máy quang phổ đang có mặt tại VietChem
Để biết thêm thông tin chi tiết về sản phẩm hay cần hướng dẫn đặt mua, quý khách vui lòng liên hệ trực tiếp đến số hotline hoặc thông qua website hoachat.com.vn. VietChem luôn sẵn sàng hỗ trợ quý khách hàng.
Trên đây là một số thông tin về máy quang phổ mà VietChem muốn chia sẻ đến bạn đọc. Mong rằng, qua bài viết có thể giúp bạn đọc hiểu rõ hơn máy quang phổ là gì, có bao nhiêu loại cũng như cách sử dụng và sử dụng chúng một cách hiệu quả nhất. Đón xem nhiều bài viết mới của VietChem để tìm hiểu những điều thú vị khác.