Cuvette thủy tinh thạch anh, tế bào hơi thủy tinh quang học dùng cho phổ kế nguyên tử

TÓM TẮT

Khác với cuvette tiêu chuẩn dùng để chứa mẫu lỏng, ô hấp thụ nguyên tử được thiết kế để chứa pha khí của các nguyên tử tự do ở nhiệt độ cao.

Một cuvette thường có dạng hình hộp chữ nhật, với đáy và hai mặt bên làm bằng thủy tinh mài (mờ), và hai mặt đối diện còn lại là các bề mặt quang học trong suốt tạo thành đường đi của ánh sáng. Các bề mặt quang học này được chế tạo bằng các phương pháp như đúc liền khối, thiêu kết bột thủy tinh ở nhiệt độ cao hoặc dán keo.

Cuvette chủ yếu được sử dụng trong phân tích quang phổ cho các nghiên cứu định tính, định lượng và động học. Chúng đóng vai trò là phụ kiện thiết yếu cho các thiết bị như máy quang phổ, chứa dung dịch mẫu và dung dịch so sánh để xác định nồng độ chất, nhận diện thành phần và theo dõi quá trình phản ứng

Hình dạng và Thông số kỹ thuật:

• - Hình dáng: Các hình dạng phổ biến bao gồm hình chữ nhật và hình trụ tròn. Cuvette hình chữ nhật được sử dụng rộng rãi hơn. Trong bốn mặt của chúng, hai mặt trong suốt về mặt quang học và hai mặt mờ, giúp dễ thao tác và giảm sự tán xạ ánh sáng. Cuvette hình trụ tròn ít phổ biến hơn và thường được dùng cho các thiết bị cụ thể hoặc các thí nghiệm chuyên biệt
• - Thông số kỹ thuật: Chúng chủ yếu được phân biệt bởi độ dài đường đi (khoảng cách ánh sáng truyền qua cuvet). Các độ dài đường đi phổ biến bao gồm 0,1 cm, 0,2 cm, 0,5 cm, 1 cm, 2 cm, 3 cm và 5 cm. Độ dài đường đi ảnh hưởng đến độ hấp thụ. Theo định luật Lambert-Beer, trong các điều kiện khác giống nhau, độ dài đường đi càng lớn thì độ hấp thụ càng cao.

Chi tiết

Đặc điểm của cuvet thạch anh

• A. Độ bền cơ học cao, thích ứng tốt với sự thay đổi nhiệt độ, phần nối dính chắc chắn, chịu được áp suất bên trong lên tới vài lần áp suất khí quyển.
• B. Công nghệ gia công quang học cực kỳ chính xác, bề mặt trong suốt có hiệu suất quang học xuất sắc.
• C. Chọn loại thủy tinh thạch anh chất lượng cao, đảm bảo không có bọt khí, không vân.
• D. Khả năng chống ăn mòn mạnh, có thể chịu được dung dịch axit clohydric 6mol/L, ethanol khan, cacbon tetraclorua và benzen trong 24 giờ mà không bong keo hay rò rỉ.

Vật liệu của cuvet thạch anh:

Thủy tinh thạch anh, cụ thể là các tấm thủy tinh thạch anh quang học, sở hữu những ưu điểm như khả năng chịu nhiệt độ cao và áp suất cao, làm cho nó vượt trội hơn so với các vật liệu quang học khác. Thủy tinh thạch anh thể hiện hiệu suất truyền dẫn tia cực tím xuất sắc, đồng thời hấp thụ rất ít ánh sáng nhìn thấy và gần hồng ngoại, khiến nó trở thành vật liệu cơ bản để sản xuất sợi quang. Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp và độ ổn định hóa học cao, cùng các đặc tính về bọt khí, vệt, độ đồng nhất và lưỡng chiết tương đương với thủy tinh quang học thông thường, làm cho nó trở thành vật liệu quang học được ưu tiên lựa chọn trong các ứng dụng ở môi trường khắc nghiệt.

Đặc điểm của cuvet thạch anh:

• cung cấp khả năng truyền sáng tuyệt vời trong cả dải phổ tử ngoại (UV) và ánh sáng nhìn thấy. Khác với thủy tinh hoặc nhựa, chúng không hấp thụ ánh sáng UV, do đó rất cần thiết cho nhiều ứng dụng trong phổ kế UV-Vis.
• Đây là lợi thế đáng kể nhất của chúng so với các cuvet thủy tinh, vốn chỉ phù hợp với dải ánh sáng nhìn thấy.

Thông số kỹ thuật

3: Cách sử dụng: Tia laser đi qua tế bào hấp thụ chứa hơi nguyên tử, và độ suy giảm ánh sáng được đo để xác định nồng độ.

Các ứng dụng và tình huống sử dụng chính

• ‌Phân tích định lượng‌: Dựa trên định luật Beer-Lambert, nồng độ của chất phân tích được tính toán bằng cách đo mức hấp thụ ánh sáng ở các bước sóng cụ thể. Ví dụ bao gồm phát hiện các ion kim loại nặng (ví dụ: đồng, chì) trong kiểm tra chất lượng nước hoặc phân tích các chất dinh dưỡng (ví dụ: protein, vitamin) trong thực phẩm.‌‌
• ‌Phân tích định tính‌: Bằng cách so sánh phổ hấp thụ của các mẫu chưa biết với các chất chuẩn, cuvet hỗ trợ nhận dạng loại vật liệu, chẳng hạn như trong phân tích cấu trúc các hợp chất hữu cơ.‌‌
• nghiên cứu động học: Việc theo dõi liên tục sự thay đổi độ hấp thụ trong quá trình phản ứng giúp xác định các thông số như tốc độ phản ứng và năng lượng hoạt hóa. Một ví dụ là phân tích các yếu tố ảnh hưởng trong các phản ứng xúc tác bởi enzyme.

Lựa chọn loại và các lưu ý khi sử dụng

• tương thích bước sóng: Phải sử dụng cuvet thạch anh trong dải tử ngoại (190–400 nm). Đối với dải ánh sáng khả kiến (400–900 nm), có thể dùng cả thủy tinh hoặc thạch anh, thường chọn thủy tinh để giảm chi phí. Cần sử dụng các cuvet hồng ngoại chuyên biệt cho dải hồng ngoại.
• lựa chọn chiều dài quang lộ: Sử dụng chiều dài quang lộ dài (2–3 cm) đối với các dung dịch có màu nhạt và chiều dài quang lộ ngắn (0,5–1 cm) đối với các dung dịch có màu đậm để đảm bảo độ hấp thụ nằm trong phạm vi tối ưu.
• hướng dẫn vận hành: Cầm cuvet ở các cạnh mờ để tránh chạm vào các bề mặt quang học trong suốt. Đổ đầy khoảng 2/3 chiều cao của nó. Làm sạch ngay sau khi sử dụng, dùng dung môi đặc biệt (ví dụ: hỗn hợp ete-ethanol) đối với các vết bẩn khó tẩy

Cách giặt

• 1. Rửa bằng hỗn hợp ete (50%) và ethanol tuyệt đối (50%).
• 2. Nếu quá bẩn, có thể làm sạch bằng dung dịch tẩy rửa chuyên dụng, nhưng thời gian ngâm ngắn (10 phút), sau đó rửa lại bằng nước.