Nakhon Phanom University Journal
ถอยกลับ
การใช้แสงซินโครตรอนศึกษาของเหลว ด้วยเทคนิคโฟโต้อิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี |
|
ลิควิดไมโครเจ็ท (Liquid micro-jet) เป็นนวัตกรรมใหม่ ที่ถูกนำมาแก้ปัญหาการศึกษาสถานะของของเหลวในน้ำ หรือสารละลายชนิดต่างๆ ในการทดลองด้านสเปกโทรสโกปี ด้วยคุณสมบัติเฉพาะตัวคือให้ลำของเหลวที่มีขนาดเล็ก จึงช่วยลด
ไอความดันในระบบ ประกอบกับการใช้ไนโตรเจนเหลวเป็นตัวจับและทำให้ลำของเหลวแข็งตัว จึงทำให้ความดันขณะทำการ
ทดลองอยู่ในระดับเหมาะสม และจากการใช้ลิควิดไมโครเจ็ทในกระบวนการโฟโต้อิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปีศึกษาพฤติกรรม
ของไอออนเดี่ยวและไอออนคู่ คือ โพแทสเซียมและแคลเซียมไอออน ซึ่งมีประจุ +1 และ +2 ตามลำดับ พร้อมทั้งเปรียบเทียบ
พฤติกรรมของไอออนทั้งสองในสารละลายโพแทสเซียมและแคลเซียมคลอไรด์พบว่า พลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอน
ในระดับชั้นพลังงานลึกของทั้งสองไอออนในสถานะของเหลวต่ำกว่าในสถานะก๊าซ ประมาณ 4 electron volt และเมื่อ
เปรียบเทียบระหว่างสถานะของแข็งและของเหลวพบว่า ในกรณีของแคลเซียมไอออนค่าพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอน
ทั้งสองสถานะมีค่าใกล้เคียงกัน ขณะที่โพแทสเซียมไอออนในสถานะของเหลวมีค่าพลังงานยึดเหนี่ยวต่ำกว่าสถานะของแข็ง
ประมาณ 3 electron volt เนื่องจากแคลเซียมไอออนมีประจุสูงกว่าจึงเกิดการโพลาไรเซชันได้ดีกว่าโพแทสเซียมซึ่งมีจำนวน
ประจุต่ำกว่า ซึ่งส่งผลถึงความสามารถในการดึงโมเลกุลของน้ำให้เข้าใกล้ไอออนได้มากกว่าเช่นกัน นั่นคือไอออนบวกที่มีจำนวน
ประจุสูงกว่าสามารถเกิดอันตรกริยากับโมเลกุลของน้ำที่อยู่บริเวณโดยรอบได้มากกว่าไอออนบวกที่มีจำนวนประจุ น้อยกว่านั่นเอง
คำสำคัญ : ซินโครตรอน / โฟโต้อิเล็กตรอน / สเปกโทรสโกปี / ของเหลว
|
|
Liquid micro-jet is a new innovation and recently it has been applied to photoelectron spectroscopy for studying liquid phase in water and aqueous solutions. Its characteristic; small size of the
jet, reduces the vapour pressure. Together with combining liquid nitrogen in cold trap makes the
experiment smoothly. We applied liquid micro-jet to study potassium and calcium cations in aqueous
potassium and calcium chloride respectively. In comparison to those of the gas phase, the photoelectron
spectra of both solvated ions are shifted to lower binding energy approximately 4 electron volt. However,
the binding energy of the solvated calcium ion is identical to the solid salt, whereas the solvated
potassium ion is lower than that 3 electron volt. This is attributed to the electronic polarization of the
water molecules around an ionized calcium ion is stronger than potassium. In addition, the divalent cation
(calcium = +2) has stronger interaction with surrounded water molecules than the monovalent cation
(potassium = +1) due to the distance between the solvated ions and water molecule is shorter and
stronger polarisation.
Keywords : Synchrotron / Photoelectron / Spectroscopy / Liquid
|
| Download Full Paper: การใช้แสงซินโครตรอนศึกษาของเหลว ด้วยเทคนิคโฟโต้อิเล็กตรอนสเปกโทรสโกปี |
ดร.วรรณดาเรศ โภคาพานิช