Máy quang phổ là gì? Hướng dẫn chi tiết cách sử dụng máy quang phổ

Để xác định được loại và lượng của nhiều yếu tố khác nhau, kể cả những mẫu chất rắn hay dạng bột người ta sẽ dùng máy quang phổ để đo. Vậy máy quang phổ là gì? Nó hoạt động theo nguyên lý nào và sử dụng ra sao? Hãy cùng ShopLab đi tìm câu trả lời qua bài viết sau đây nhé!

 Máy đo quang phổ là gì?

Quang phổ là gì?

Quang phổ là một dải màu giống như sắc cầu vồng hứng được trên màn ảnh khi có hiện tượng tán sắc ánh sáng và nó được các nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng khi chia ánh sáng thu được bằng lăng kính hoặc lưới nhiễu xạ thành các màu khác nhau của nó hoặc bước sóng.

Máy quang phổ là gì?

• Máy quang phổ là thiết bị phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Từ đó, người nghiên cứu có thể quan sát và xác định các thành phần có trong một nguồn sáng.
• Máy quang phổ được sử dụng chủ yếu hiện nay là máy tia huỳnh quang X. Ngoài ra còn có máy đo sáng quang phổ, máy quang phổ UV – VIS,…
• Máy quang phổ tia huỳnh quang X giúp phân tích thành phần nguyên tố có trong vật liệu, phân chia các chất độc và chất không độc,….và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành hóa học, nghiên cứu sinh học,…

Hoạt động của máy quang phổ huỳnh quang tia X

Các thành phần cấu tạo nên máy quang phổ

Máy quang phổ có các bộ phận chính sau:

• Ổng chuẩn trực: Nhờ thấu kính hội tụ của ống chuẩn trực mà chùm sáng bị biến đổi khi đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song.
• Hệ tán sắc: Gồm 2 lăng kính với tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng sau khi nó đi ra khỏi ống chuẩn trực.
• Buồng ảnh: Ngoài tên gọi buồng ảnh, nó còn được biết đến với các cái tên khác là ống ngắm hoặc buồng tối. Đây là nơi để người dùng đặt mắt vào quan sát quang phổ hoặc để thu được ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.

Các thành phần chính của máy quang phổ

Những ứng dụng của máy quang phổ

• Xác định hàm lượng các thành phần có trong vật chất: Máy quang phổ giúp xác định chính xác hàm lượng các thành phần có trong một vật chất nhất định như: thực phẩm, viên thuốc, viên nhựa,... Do đó, nó là thiết bị hỗ trợ đắc lực cho các ngành thí nghiệm, nghiên cứu, khảo sát.
• Phát hiện các thành phần độc hại: Thông qua việc xác định hàm lượng các thành phần có trong mẫu mà người nghiên cứu sẽ phát hiện được những thành phần độc hại. Từ đó hỗ trợ các nhà quản lý chất lượng có thể loại bỏ chúng dễ dàng hơn.
• Hỗ trợ đắc lực trong vảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên: Máy quang phổ hỗ giúp ích lớn cho công việc phân loại phế thải cần trái chế.
• Công cụ không thể thiếu trong việc phục chế các tác phẩm nghệ thuật (tranh, ảnh): Máy quang phổ sẽ được sử dụng để phân tích các thành phần hóa học trong một tác phẩm để xác định được loại bột mà tác giả đã dùng. Nhờ đó mà việc phục chế tranh ảnh sẽ đạt được hiệu quả cao nhất có thể.
• Sử dụng trong việc kiểm soát chất lượng bao bì dùng để đóng gói thực phẩm.
• Máy quang phổ được dùng để phân tích nhanh các hợp kim, các mảnh kim loại nhỏ,….

 Máy đo quang phổ được ứng dụng trong phục chế tranh cổ

Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ

Máy quang phổ hoạt động theo nguyên lý hiện tượng tán sắc ánh sáng và bộ phận chính thực hiện nhiệm vụ này chính là lăng kính. Hiện tượng tán sắc xảy ra do chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì sẽ khác nhau và nó phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng.

Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ

Cụ thể như sau:

• Khi mẫu kim loại cần phân tích sẽ được kẹp giữa 2 điện cực và bị kích thích bởi nguồn phát quang dưới nguồn khí trơ bảo vệ. Điều này sẽ khiến mẫu bị đốt cháy và tạo ra nguồn ánh sáng trắng. Ánh sáng trắng này sẽ được chuyển vào buồng quang học của hệ thống máy quang phổ phát xạ.
• Sau khi đi vào buồng quang học, ánh sáng trắng này sẽ đến cách tử và thu nhận ở đầu dò. Cách tử này có tác dụng tách ánh sáng trắng thành các ánh sáng đơn sắc khác nhau và mỗi ánh sáng đơn sắc này sẽ đặc trưng cho một nguyên tố nhất định và cường độ ánh sáng được hiểu tương đương với hàm lượng % nguyên tố có trong mẫu đó.
• Chùm sáng đơn sắc được thu nhận tại đầu dò được gọi là detector. Detector sẽ tiếp nhận và biến đổi năng lượng ánh sáng này thành mức năng lượng điện áp. Nguồn năng lượng này tiếp tục được đưa vào trong bo mạch điện tử để thu thập dữ liệu, tính toán và đưa ra kết quả phân tích cuối cùng.

Cách sử dụng máy đo quang phổ đúng kỹ thuật

Hệ thống phân tích quang phổ

Bước 1: Chuẩn bị mẫu đo và các dung dịch cần thiết cho phép đo. Lưu ý đảm bảo cuvet đã được rửa sạch, không bám bẩn.

Bước 2: Khởi động máy quang phổ, máy tính, máy in và chờ khoảng một phút để máy quang phổ ổn định, sau đó vào phần mềm đã được cài trên máy tính.

Bước 3: Nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng phần mềm và nhấn vào nút Start ở mục Quantative Analyse. Phần mềm sẽ hiện ra mục Measuring Settings để bạn điền các thông số như  chế độ đo, chế độ hiển thị và chế độ correct của quá trình phân tích vào đó.

Bước 4: Điều chỉnh các chế độ quét phổ/quét định lượng sao cho phù hợp với công việc của mình.

Trên đây là một số thông tin về máy quang phổ, hy vọng với bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn về loại máy này và cách sử dụng chúng đúng kỹ thuật. Nếu còn thắc mắc hay muốn chia sẻ thêm bất cứ vấn để nào liên quan, hãy liên hệ ngay với ShopLab qua hotline 0856 663 669 hoặc nhắn tin tại website ShopLab.vn để chúng tôi có thể hỗ trợ giải đáp sớm nhất cho bạn nhé!