Huỳnh quang có thành phần hóa học là gì năm 2024

- Hiện tượng huỳnh quang là quá trình phát xạ của nguyên tử hay phân tử được kích thích nhờ hấp thụ bức xạ điện từ.

- Bức xạ huỳnh quang tạo thành khi nguyên tử, phân tử ở trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản.

- Năng lượng bức xạ huỳnh quang < năng lượng của bức xạ kích thích

\=> λbxa huỳnh quang > λbxa kích thích

- Số phân tử có khả năng huỳnh quang tương đối ít bởi huỳnh quang yêu cầu về các đặc điểm về cấu trúc: quá trình phục hồi không bức xạ xảy ra với tốc độ thấp và phục hồi có bức xạ (phát huỳnh quang) với tốc độ cao.

2. Đặc điểm của huỳnh quang

- Thời gian huỳnh quang rất ngắn chỉ khoảng 10-9 giây và sự huỳnh quang là đẳng hướng.

- Hiệu suất huỳnh quang ՓF: Cho biết khả năng huỳnh quang của 1 chất và bằng tỷ số giữa số photon phát xạ và photon hấp thụ.

- Cường độ huỳnh quang (F):

+ Là hiệu suất thực nghiệm cho biết khả năng phát huỳnh quang của một chất khi nó được kích thích bởi bức xạ thích hợp.

+ Tỉ lệ với cường độ kích thích (Io), ՓF, nồng độ chất phát huỳnh quang (C rất nhỏ)

- Do huỳnh quang là đẳng hướng Cường độ huỳnh quang đo được chỉ là 1 phần cường độ huỳnh quang và đo theo vuông góc với chùm tia kích thích.

- Phổ huỳnh quang: đường biểu diễn cường độ huỳnh quang theo bước sóng phát xạ huỳnh quang.

- Phổ kích thích phát huỳnh quang: đường biểu diễn cường độ hấp thụ theo bước sóng hấp thụ.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến huỳnh quang

3.1. Các yếu tố về cấu trúc: Thường gặp với nguyên tử và một số với phân tử:

- Các phân tử hữu cơ có khả năng phát huỳnh quang: Hydrocarbon thơm, alpha diceton

+ Hầu hết các hydrocarbon thơm đều phát huỳnh quang trong dung dịch.

+ Hiệu suất huỳnh quang tăng theo số lượng và độ tập trung của vòng thơm.

+ Ảnh hưởng của nhóm thế, hiệu ứng không gian (phân tử có cấu trúc càng ‘cứng nhắc’ càng có khả năng phát huỳnh quang mạnh):

• Nhóm đẩy electron làm tăng hiệu suất huỳnh quang: -OH, -NH2, alkyl, aryl… Nhóm hút electron làm giảm hiệu suất huỳnh quang: NO2, -COOH, Cl, Br…
• Khi phân tử tạo phức với ion kim loại Tăng khả năng huỳnh quang (sự cố định cấu trúc).

- Các chất vô cơ: Nguyên tố đất hiếm và các lantanit.

3.2. Các yếu tố môi trường

- Nhiệt độ: Hiệu suất huỳnh quang giảm khi nhiệt độ tăng.

- Dung môi: Hiệu suất huỳnh quang giảm khi độ nhớt giảm.

4. Máy quang phổ huỳnh quang

- Nguồn sáng: tạo ra các bức xạ cần thiết

+ Đèn xenon

+ Nguồn cảm ứng laser

- Bộ phận đơn sắc hóa: gồm 2 phần đơn sắc hóa bức xạ kích thích (trước buồng đo) và bức xạ huỳnh quang (sau buồng đo).

- Buồng đo: được bố trí sao cho phương nguồn sáng và phương thu tín hiệu vuông góc với nhau Cốc đo có 2 mặt trong suốt vuông góc với nhau hay cả 4 mặt trong suốt.

- Để tăng tín hiệu đến bộ thu nhận người ta bố trí thêm gương đối diện.

5. Ứng dụng

- Định tính

+ Dựa vào λkích thích và λphát xạ để định tính các chất

+ Dùng phát hiện vết trên bản mỏng TLC

- Định lượng

+ Huỳnh quang phân tử :

• Đo phổ trực tiếp: Với các hợp chất hữu cơ và hóa sinh: Ứng dụng trong phân tích thực phẩm, thuốc chữa bệnh, mẫu bệnh phẩm…nhờ độ nhạy và chọn lọc của phương pháp.
• Làm detector HPLC: do tính đặc hiệu và độ nhạy cao.

+ Huỳnh quang nguyên tử : Định lượng các kim loại có vạch cộng hưởng có cường độ đủ mạnh hoặc gián tiếp một số chất hữu cơ có tham gia tạo phức như S, P, các Halogen…

- Các phương pháp định lượng bằng quang phổ huỳnh quang

+ Trực tiếp: Lượng chất cần phân tích tỷ lệ thuận với cường độ huỳnh quang.

• Chất cần phân tích phát huỳnh quang: Đo trực tiếp.
• Chất phân tích phát huỳnh quang yếu: tác nhân tạo phức, Phức có huỳnh quang

+ Gián tiếp: Dựa trên sự tắt huỳnh quang khi phản ứng của thuốc thử huỳnh quang với chất cần phân tích (do sự phản ứng của nó với chất phân tích), Phát hiện ra các anion và cation

Đèn huỳnh quang hiện nay đang được sử dụng phổ biến trong các gia đình, công trình, xí nghiệp…. Tuy vậy, không có nhiều người biết được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó. Besun led light giới thiệu cho bạn rõ hơn về cấu tạo bóng đèn huỳnh quang là gì? Và phân tích, so sánh đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt, các ưu nhược điểm của 2 loại bóng đèn này.

1. Đèn huỳnh quang là gì?

Đèn huỳnh quang có tên tiếng anh là fluorescent lamp; còn gọi là đèn ống huỳnh quang hay bóng tuýp thủy tinh. Trải qua lịch sử nghiên cứu của nhiều nhà khoa học khác nhau, phiên bản đèn ống huỳnh quang được phát triển và đánh dấu bởi Peter Cooper Hewitt, phát minh của ông được cấp bằng sáng chế năm 1901.

Đèn của Hewitt phát sáng khi có dòng điện chạy qua hơi thủy ngân ở áp suất thấp. Ở thời điểm đó đèn hơi thủy ngân này có hiệu suất tốt hơn nhiều so với đèn sợi đốt; tuy nhiên nó vẫn có hạn chế so ánh sáng xanh lục phát ra. Đèn được dùng phổ biến từ 1939 đến nay và đang dần được thay thế bởi bóng đèn led do những hạn chế của nó.

Bóng đèn huỳnh quang

Thông số kỹ thuật đèn ống huỳnh quang phổ biến sử dụng hiện nay:

Bóng đèn huỳnh quang hiện nay được phân thành 3 loại là đèn ống huỳnh quang T8, T12 và đèn ống huỳnh quang T5. Sự khác nhau giữa T5, T8 & T12 là ở kích thước của đèn, đèn T5 sẽ có đường kính nhỏ hơn đèn T8. Theo quy ước quốc tế:

Bóng đèn huỳnh quang T5 có đường kính 5/8 inch = 1,5875cm

Bóng đèn huỳnh quang T8 có đường kính 1inch = 2,54cm

Bóng đèn huỳnh quang T12 có đường kính 1 + 1/2 inch = 3,81 cm

Sự khác nhau giữa đèn tuýp t5 & đèn tuýp T8, T12

Các loại bóng đèn huỳnh quang trên thị trường hiện nay thường sẽ sử dụng loại T8. Lý do, hiệu suất phát quang của bóng đèn T8 cao hơn bóng đèn T12. Bóng đèn huỳnh quang T12 hiện đã không còn sản xuất trên thị trường.

Về chiều dài: Chiều dài của bóng đèn huỳnh quang được thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế 30cm, 60cm, 120cm, 240cm. Điều này giúp cho người tiêu dùng dễ dàng phân biệt và chọn lựa chủng loại đèn thay thế. Trong gia đình hiện nay sử dụng bóng đèn huỳnh quang 1m2 hay còn gọi “đèn tuýp thước hai” với công suất 36W chuẩn cho đèn. Ngoài ra còn có bóng đèn huỳnh quang 60cm hay “đèn tuýp sáu tất” với công suất 18W.

Đèn huỳnh quang T5 với kích thước bóng nhỏ hơn, được sử dụng trong các ứng dụng cần phạm vi chiếu sáng nhỏ hẹp hơn như: hắt trần thạch cao, kệ tủ hay kệ tivi.So sánh về hiệu suất phát sáng ở cùng mức công suất thì đèn T5 (99Lm/W) lớn hơn đèn T8 (90Lm/W). Do vậy sử dụng đèn T5 tiết kiệm điện hơn so với T8.

Độ nhấp nháy của bóng đèn huỳnh quang do tần số 50hz của điện lưới quốc gia sẽ dễ dàng gây hại cho mắt và giảm thị lực nhanh chóng. Thêm nữa chỉ số hoàn màu của bóng đèn huỳnh quang thấp CRI<70 tạo nên chất lượng ánh sáng không tốt.

Thay đổi hoàn toàn đèn bàn học thành đèn LED để bàn là giải pháp tối ưu cho mắt nhất. Bạn có thể đặt hàng sản phẩm của Besun LED Light tại đây:

2. Cấu tạo bóng đèn huỳnh quang và sơ đồ lắp đặt mạch điện đèn ống huỳnh quang:

Cấu tạo bóng đèn huỳnh quang:

So với đèn sợi đốt, bóng đèn huỳnh quang ngày nay được cấu tạo từ 3 phần tử để có thể phát sáng: (1) điện cực, (2) khí và (3) bột huỳnh quang. Cả 3 phần tử này đều đặt bên trong bóng thủy tinh có áp suất thấp.

Điện cực: được dùng để phát điện tử. Loại điện cực hiện nay dùng điện cực từ dây Volfram quấn xoắn chúng phát xạ điện tử khi được nung nóng đến khoảng 900oC. 2 đầu điện cực này được nối với mạch điện xoay chiều.

Khí: Một lượng nhỏ thủy ngân được cho vào ống bóng đèn huỳnh quang, sau đó được hút chân không ở áp suất thấp. Dòng điện qua hơi thủy ngân này khiến chúng bức xạ và tạo ra ánh sáng tím có bước sóng 253.7nm. Áp suất hơi thủy ngân được duy trì ổn định bên trong bởi bóng thủy tinh; và được giữ ổn định trong suốt quá trình phát sáng. Ngoài ra người ta cũng bơm thêm vào đèn 1 số khí trơ khác; thường dùng khí argon và argon-neon làm tăng độ bền của điện cực.

Lớp bột huỳnh quang có tác dụng gì?: bột huỳnh quang hay phosphor là một hợp chất hóa học được quét bên trong thành ống. Bức xạ tím do điện cực và hơi thủy ngân phát ra tác động vào lớp bột huỳnh quang; tạo nên ánh sáng với bước sóng nằm trong vùng nhìn thấy được. Tùy thuộc vào hỗn hợp phosphor, các nhà sản xuất có thể thay đổi màu ánh sáng hoặc phổ của đèn.

Cấu tạo bóng đèn huỳnh quang là gì ?

Sơ đồ lắp đặt mạch điện đèn ống huỳnh quang:

Sơ đồ lắp mạch điện đèn ống huỳnh quang

Để cho đèn ống huỳnh quang được phát sáng nhất thiết phải có thêm 2 thành phần nữa là tắc te và chấn lưu (hay tăng phô hay Ballast). Tắc te (con chuột) là bộ phận được nối song song với 2 đầu đèn huỳnh quang, chuyên dùng để khởi động đèn. Chấn lưu là bộ phận dùng để giới hạn dòng điện, không cho dòng điện quá cao sẽ gây hỏng bóng đèn. Chấn lưu phải được lắp ở dây pha (dây lửa) và được nối tiếp thêm với cầu chì và công tắc của bóng đèn.

Sơ đồ nguyên lý mạch đèn ống bóng tuýp huỳnh quang

Đèn Tuýp LED – So Sánh Đèn LED Tuýp Và Đèn Huỳnh Quang

Tắc te là gì?

Tắc te là một chi tiết trong bộ đèn ống huỳnh quang hay con chuột là một thuật ngữ thông dụng trong tiếng Việt, chuyên dùng để khởi động đèn. Cấu tạo của nó gồm hai thanh kim loại đặt gần nhau trong bóng thủy tinh chân không.

Ở tắc te có sự phóng điện với điện thế khoảng 170v làm cho hai thanh này làm nó bị nóng, nở ra và chạm vào nhau. Sự nối mạch của 2 thanh kim loại này làm cho 2 điện cực bên trong bóng đèn nóng lên và phát ra bức xạ, làm đèn phát sáng. Hai thanh kim loại trong tắc te sẽ nguội đi và tách rời ra ngay sau đó. Lúc này hiệu điện thế giữa 2 đầu tắc te và 2 đầu bóng đèn là 110V, hiệu điện thế này không đủ để phóng điện trong tắc te nữa và đèn đã được mồi sáng ban đầu vẫn sáng bình thường.

Tắc te là gì?

Chấn lưu là gì?

Chấn lưu hay còn gọi tăng phô là một thiết bị trong bộ đèn huỳnh quang có tác dụng làm giới hạn dòng điện chạy trong mạch. Có 2 loại chấn lưu hiện nay trên thị trường là chấn lưu điện cảm và chấn lưu điện tử.

• Chấn lưu điện cảm: thực chất là cuộn dây có độ tự cảm lớn được gắn trong lõi sắt. Khi tắc te phóng điện sẽ có một lượng điện dự trữ trong cuộn chấn lưu. Lượng điện trong chấn lưu có mức điện áp vài trăm volt, mức áp này đủ để làm đèn ống huỳnh quang sáng. Khi thủy ngân trong đèn ống huỳnh quang đã duy trì ở trạng thái hơi; nó liên tục tạo ra dòng ion qua lại giữa 2 điện cực. Đèn lúc này sẽ có tính ổn áp và duy trì khoảng 120V. Trạng thái plasma của hơi thủy ngân sẽ làm đèn phát sáng liên tục
  Chấn lưu điện cảm của đèn ống huỳnh quang
• Chấn lưu điện tử: loại chấn lưu này hoạt động theo một cách khác. Dòng xoay chiều 220V sẽ được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều. Mạch chấn lưu với các transistor hoặc IC đảm nhận sẽ tạo ra dòng điện với các xung dao động có tần số khá cao, khoảng vài chục Khz. Dòng điện có tần số cao này được nối với một cuộn dây đóng vai trò như một chấn lưu rồi đến bóng đèn. Chấn lưu điện tử sẽ tốt hơn so với chấn lưu điện cảm do khả năng tiết kiệm điện hơn, ổn định. Tuổi thọ của bóng đèn sử dụng chấn lưu điện tử cao hơn nên nó được sử dụng rộng rãi hơn.
  Chấn lưu điện tử

3. Nguyên lý hoạt động:

Ánh sáng phát ra được tạo ra trong ống thủy tinh có hình trụ bịt kín. Bên trong ống thủy tinh có một chút chân không và được thêm đầy khí hiếm và sạch khác; thường dùng khí argon và argon-neon. Mặt bên trong của ống được phủ bởi một lớp bột huỳnh quang. Điện cực ở hai đầu ống được nối với mạch điện xoay chiều.

Khi đóng công tắc thì toàn bộ điện áp đặt vào hai tiếp điểm của tắc te; xuất hiện sự phóng điện giữa 2 thanh kim loại bên trong tắc te. Sự phóng hồ quang này làm cho 2 thanh kim loại nóng lên, biến dạng và tiếp xúc với nhau. Mạch điện kín này làm đốt nóng các điện cực, tích lũy năng lượng điện tự cảm bên trong chấn lưu.

Khi thanh kim loại nguội đi dẫn đến hở mạch; ngay lập tức xuất hiện điện áp cảm ứng trong chấn lưu tác động lên 2 đầu điện cực. Hiệu điện thế cảm ứng này đủ lớn để phóng điện qua chất khí trong đèn. Sự phóng điện này duy trì do thủy ngân đã ở trạng thái plasma; liên tục có dòng ion dẫn điện qua lại giữa 2 đầu điện cực.

Sơ đồ lắp mạch điện đèn ống huỳnh quang

4. So sánh đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang:

Ở phần trên đã nêu rõ đèn ống huỳnh quang và cấu tạo bóng đèn huỳnh quang. Vậy sự phát sáng của đèn sợi đốt là như thế nào:

Bóng đèn sợi đốt Edison là gì? Cấu tạo của đèn sợi đốt.

Đèn sợi đốt, còn gọi là đèn dây tóc là loại bóng đèn có cấu tạo là dây tóc làm bằng Volfram; được bảo vệ bên trong lớp kính thủy tinh trong suốt hoặc mờ. Bóng thủy tinh này được hút chân không và bơm vào các khí trơ; kích cỡ bóng đủ lớn để không bị hơi nóng tỏa nhiệt của đèn phát ra làm nổ bóng.

Nguyên lý của đèn đơn giản là nung nóng sợi dây tóc đến nhiệt độ làm cho nó phát sáng. Hầu hết các đèn sợi đốt đều có đuôi đèn bằng kim loại kết nối đến 2 đầu của sợi dây tóc. Dòng điện qua đuôi đèn, đến dây tóc làm nó nóng lên đến mức phát sáng.

Đèn sợi đốt thường ít được dùng vì công suất quá lớn; hiệu suất phát quang rất thấp do phần lớn năng lượng đã chuyển hóa thành nhiệt.Lịch sử hình thành của đèn sợi đốt được liệt kê tổng cộng đến 22 nhà phát minh. Đến năm 1880 đèn sợi đốt Edison đã được sản xuất hàng loạt. Đèn sợi đốt Edison do Thomas Edison sáng tạo ra có ưu điểm vượt trội hơn so với các phiên bản trước về độ bền phát sáng của nó.

So sánh đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang

So sánh đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang về ưu điểm:

• Tiết kiệm điện năng; Tỉ số giữa quang thông (tổng lượng ánh sáng do đèn phát ra) và công suất tiêu thụ, có đơn vị tính là Lumen/watt. Tỉ số này càng cao thì hiệu suất phát sáng cao và năng lượng tiêu hao càng ít. Đèn tuýp huỳnh quang cho khả năng phát sáng từ 60-80 Lm/W. Cao hơn nhiều so với đèn sợi đốt 11-19Lm/W. Ở đèn sợi đốt phần lớn lượng điện năng đều bị chuyển hóa thành nhiệt năng. Do vậy người ta hay nói đèn huỳnh quang tiết kiệm điện hơn đèn sợi đốt khoảng 70-80% là hoàn toàn hợp lý.
• Tuổi thọ cao hơn; Do đèn ống huỳnh quang được chiếu sáng không phải bằng đốt nóng dây dẫn. Và thiết kế của đèn có dạng ống tuýp với 2 điện cực có chiều dài hợp lý. Bên trong đèn còn được hút chân không và thêm các khí trơ để bảo vệ điện cực; nên tuổi thọ đèn ống huỳnh quang cao hơn 10 đến 20 lần so với đèn sợi đốt. Đèn có thể hoạt động tối đa lên đến 10.000 giờ.

  Đèn LED ra đời đã giải quyết được hầu hết tất cả những nhược điểm trên. Bạn đặt hàng đèn bàn học sinh để bàn có pin sạc của Besun LED Light tại đây:

So sánh đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang về nhược điểm:

• Đèn ống huỳnh quang phát ra tiếng ồn: Khi bật đèn lên, các bạn thường nghe tiếng “o o” của đèn. Âm thanh khó chịu này phát ra là do chấn lưu của đèn có khiếm khuyết. Chấn lưu hầu hết thường được sử dụng trong các sản phẩm đèn ống huỳnh quang.
• Nhấp nháy cao; Đèn huỳnh quang hoạt động với dòng điện xoay chiều ở tần số 50Hz nên khả năng nhấp nháy. Sử dụng đèn ống huỳnh quang lâu dài sẽ ảnh hưởng đến thị lực, gây hại cho mắt. Đặt biệt là trẻ em.
• Ảnh hưởng của ánh sáng xanh; Do ánh sáng phát ra là tia cực tím và được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy được bởi bột huỳnh quang. Nên khả năng rò rỉ ánh sáng có năng lượng cao như ánh sáng xanh. Về lâu dài sẽ ảnh hưởng đến mắt.
• Không thân thiện môi trường; Đèn ống huỳnh quang sử dụng thủy ngân để ion hóa và tạo ra các photon phát sáng. Lượng thủy ngân này gây hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người nếu đèn bị hỏng hoặc rỏ rỉ ra ngoài.
• Không thể điều chỉnh được độ sáng; Đèn sợi đốt có thể điều chỉnh được độ sáng bằng công tắc Dimmer. Nhưng với đèn ống huỳnh quang ta không thể điều chỉnh được độ sáng.

5. Kết luận:

Qua bài viết giới thiệu về đèn huỳnh quang là gì? so sánh đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang, Besun led light đã chỉ ra được tất cả những ưu nhược điểm của 2 loại này. Hiện nay, công nghệ chiếu sáng đã phát triển rất nhiều và tất cả những nhược điểm trên đều khắc phục bởi sử dụng các loại đèn led âm trần có chất lượng tốt để thay thế đèn huỳnh quang trong gia đình.

Sử dụng các loại đèn không đảm bảo sẽ gây hại và gia tăng tình trạng cận thị, giảm thị lực của trẻ. Đây cũng là tình trạng chung trong hầu hết các gia đình hiện nay .