HHPT2 PHAN THU BA CAC PHUONG PHAP TACH

Views:
 
Category: Education
     
 

Presentation Description

HHPT2 - PHẦN THỨ BA - CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH

Comments

Presentation Transcript

slide 1:

PHẦN THỨ BA – CÁC PHƢƠNG PHÁP TÁCH Trong phân tích hóa học một vấn đề đặt ra khi xác định chất phân tích trong một số đối tƣợng mẫu phức tạp là: - Ảnh hƣởng của môi trƣờng mẫu - Hàm lƣợng chất phân tích quá nhỏ - Nhiều chất có tính chất hóa học và vật lý khá giống nhau...  Khó + Định lƣợng chính xác + Định lƣợng riêng từng chất  Cần + Tách loại tạp chất và làm giàu chất phân tích + Sử dụng một kỹ thuật gọi là sắc ký để tách các chất ra khỏi nhau để định lƣợng Do đó trong phần này chúng ta chỉ đề cập đến hai phƣơng pháp là: - Các phƣơng pháp tách sắc ký - Các phƣơng pháp chiết. 1

slide 2:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.1. Lịch sử phát triển - Năm 1903 M. C. Txvet đã tiền hành tách các chất có tính chất giống nhau là -chlorophyl -chlorophyl -xatophyl -xatophyl... thành các giải màu khác nhau và Txvet gọi là “Chromatography”. + “Chroma”: màu và “Graphy”: ghi. - Năm 1931 Vinterstin và Ledere đã tách đƣợc carotin - Năm 1941 Martin và Synge đã phát triển sắc ký giấy và đƣa ra lý thuyết đĩa để giải thích các quá trình sắc ký. Đồng thời nghiên cứu tách ancaloit từ các cây thuốc để bào chế dƣợc phẩm - Từ năm 1952 những máy sắc ký ra đời cũng nhƣ ngành máy tích và hàng loạt các kỹ thuật mới phát triển: GC-MS LC-MS. 2

slide 3:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.2.Quá trìnhtách sắc kývà định nghĩa a. Quá trình tách sắc ký Quá trình tách sắc ký là một chuỗi các phản ứng phức tạp từ lúc nạp mẫu vào cột tách cho đến khi chất phân tích lần lƣợt ra khỏi cột. 3 Hình 1.1. Quá trình tách sắc ký

slide 4:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH 4

slide 5:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.2.Quá trìnhtách sắc kývà định nghĩa b. Định nghĩa Sắc ký là quátrình tách dựatrên sựphân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên 2 pha: một pha thường đứng yên có khả năng hấp thu chất phân tích – gọi là pha tĩnh. Một pha di chuyển qua pha tĩnh – gọi là pha động. Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhau với pha tĩnhchúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau. Quá trình sắc ký khác cơ bản với các quá trình tách khác ở 2 điểm: - Sự phân bố chất phân tích lên 2 pha lặp đi lặp lại nhiều lần - Pha động đi qua pha tĩnh. 5

slide 6:

6 Ví dụ: T iến hành s ắc ký c ột cao C: Cao C t i ến hành s ắc ký c ột silica gel pha thư ờ ng cỡ hạt 0040-0063 mm • K hối l ư ợ ng cao C: 45 g • K hối l ư ợ ng silica gel: 700 g • Đư ờ ng kính c ột: 7 cm • Dung môi ổn đ ị n h c ột: petroleum ether. Lọ hứ ng 100 mL

slide 7:

7 KẾT QUẢ PHÂN ĐOẠN 3 - Tinh thể hình kim - Vết tròn màu tím chuyển sang nâu - m 317 g - R f 045 - PE:Ea 8:2 Kết luận: Hỗn hợp của stigmasterol và spinasterol tỉ lệ mol lần lượt là 1:3 Chất 1

slide 8:

8 Proton của khung Proton số 3 HO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Spinasterol

slide 9:

9 - Không có tinh thể - Có mùi thơm - Vết tròn màu hồng - m 2 mg - R f 057 - PE:Ea1:1 Kết luận: Safrol GC-MS Chất 2 CHAH2 KẾT QUẢ PHÂN ĐOẠN 3

slide 10:

GC - MS CHẤT 2 Kết quả GC–MS 5-allylbenzod13dioxole safrol - CTPT: C 10 H 10 O 2 . - M 132 g/mol. O O Chương trình nhiệt độ Chất ra khỏi cột giữ 25 phút 280 C 200  C giữ 2 phút Tăng 3 C/ph Tăng 20 C/ph giữ 1 phút Tăng 3 C/ph 200  C giữ 2 phút 200  C 60  C

slide 11:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.3.Phân loại các phương pháp sắc ký c. Phân loại theo hệ pha 11 Hình 1.1. Phân loại các phƣơng pháp sắc ký PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ SẮC KÝ LỎNG LC SẮC KÝ KHÍ GC SK K–R SK K–L HPLC SK Phẳng SK ĐDMQ SK Giấy SK L/mỏng SK R–L SK PB L–L

slide 12:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.3.Phân loại các phương pháp sắc ký c. Phân loại theo cơ chế tách Cơ chế tách nói lên bản chất liên kết của các chất phân tích với pha tĩnhkhông cần phân biệt về hệ pha có 04 loại cơ chế tách chính:  Sắc ký hấp phụ SKHP: Chất phân tích đƣợc phân bố giữa pha tĩnh và pha động nhờ tƣơng tác phân tử lực van-der-van thông qua các trung tâm hấp phụ. 12 SK Hấp phụ SK Phân bố SK ion SK Rây PT

slide 13:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.3.Phân loại các phương pháp sắc ký  Sắc ký phân bố lỏng-lỏng L-L: - Phân biệt giữa sắc ký phân bố L-L và sự phân bố thông thƣờng là ở chỗ: + Sự phân bố L-L còn gọi là sắc ký chiết + Sự phân bố nói chung là sự phân chia chất phân tích vào 2 pha không xét tới trạng thái của nó. - Sự khác nhau cơ bản giữa sắc ký phân bố L-L và SKHP: + Sắc ký phân bố L-L có đƣờng đẳng nhiệt tuyến tính ở khoảng nhiệt độ lớn phƣơng pháp có độ nhạy cao + Pha tĩnh không đƣợc bền vững hiện tƣợng trôi mất pha tĩnh làm cho độ lặp lại bị giảm. 13

slide 14:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.3.Phân loại các phương pháp sắc ký  Sắc ký Ion Trao đổi ion - Pha tĩnh là chất rắn có khả năng trao đổi ion của nó với các ion của chất phân tích trong pha động - Lực liên kết giữa ion chất phân tích và pha tĩnh là liên kết tĩnh điên phụ thuộc nhiều vào điện tích của ion chất phân tích pH của dung dịch và bán kính Hydrat hóa của ion chất phân tích. 14

slide 15:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.3.Phân loại các phương pháp sắc ký  Sắc ký rây phân tử - Pha tĩnh là chất rắn có diện tích bề mặt lớn xốp có những đƣờng đi trong lòng chất rắn – mao quản có kích thƣớc cỡ phân tử. - Các phân tử chất phân tích thấm vào chất rắn đó ở mức độ khác nhau tùy theo kích thƣớc của chúng. - Các phân tử có kích thƣớc lớn không đi sâu vào pha tĩnh sẽ rửa giải nhanh có kích thƣớc bé đi sâu vào pha tĩnh sẽ rửa giải chậm. - Thời gian lƣu của các chất tỉ lệ nghịch với kích thƣớc phân tử của chúng 15

slide 16:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.3.Phân loại các phương pháp sắc ký c. Phân loại theo cách hình thành sắc đồ - Phân tích tiền lƣu - Phân tích thế đẩy - Phân tích rửa giải 16

slide 17:

17

slide 18:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.4.Các lựcliên kết trong hệ sắc ký Trong hệ sắc ký có 3 thành phần chủ yếu: Chất phân tích Pha tĩnh PhT Pha động PhĐ  Chất phân tích tại sao lại lƣu giữ trên PhT  Tại sao chất phân tích đã giữ trên PhT rồi lai đi vào PhĐ  Tƣơng tác giữa 3 thành phần này nhƣ thế nào mà các chất phân tích phân bố vào PhT ở mức độ khác nhau Nhƣ vậy để trả lời câu hỏi này chính là do bản chất của các thành phần trong hệ sắc ký và các lực liên kết khác nhau. 18

slide 19:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.4.Các lựcliên kết trong hệ sắc ký a. Lực liên kết ion - Trên PhT xét phân tử R–SO 3 H R–SO 3 H  R–SO 3 – + H + R–SO 3 – + M +  R–SO 3 M Trung tâm hoạt động ion. Chất phân tích  Tƣơng tác này là tƣơng tác tĩnh điện – gọi là liên kết ion. - Tƣơng tự trong PhĐ cũng tồn tại các trung tâm hoạt động ion  Tƣơng tác với chất phân tích và PhĐ - PhT có các trung tâm cation thì lƣu giữ anion và ngƣợc lại. - Các phƣơng pháp sắc ký thƣờng gặp có tham gia liên kết ion đƣợc gọi là “Sắc ký ion” “Sắc ký cặp ion”. 19

slide 20:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.4.Các lựcliên kết trong hệ sắc ký b. Lực phân cực - Trong phân tử chất phân tích chất rửa giải trong pha động và các phân tử trên pha tĩnh có các trung tâm phân cực  Các trung tâm này liên kết với nhau bằng lực liên kết phân cực. - Sự phân cực và sự chênh lệch về độ phân cực này thƣờng là nhỏ. Nhƣng nó cũng là yếu tố quan trong về độ bền liên kết khác nhau  Sự phân chia trong các phép tách sắc ký. c. Lực Van-de-van lực phân tán - Lực này bản chất điện tuy nhiên không có cực điện trong hệ - Do tƣơng tác phân tán của các phân tử chứa mạnh hydro cacbon. 20

slide 21:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.1. Khái niệm chung 1.1.4.Các lựcliên kết trong hệ sắc ký d. Lực tƣơng tác đặc biệt - Lực tƣơng tác đặc biệt là do tạo bởi các liên kết hydro và liên kết cho nhận - Sự hình thành liên kết hydro thƣờng xảy ra với các nguyên tố có độ âm điện cao nhƣ O N F... - Năng lƣợng liên kết giảm dần theo thứ tự sau: F -- H -- F O -- H -- O N -- H -- N C -- H -- C 21

slide 22:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.1. Hệ số phân bố - Cấu tử A phân bố giữa 2 pha động – tĩnh khi cân bằng thiết lập A S  A M S: pha tĩnh M: pha động  Hệ số phân bố giữa 2 pha K D : K D A S / A M Trong đó A S A M là nồng độ cấu tử A trong pha tĩnh và pha động. - Cân bằng trong sắc ký là cân bằng động có dạng cân bằng sau: + Cân bằng Lỏng – Lỏng L – L + Cân bằng Lỏng – Khí L – K + Cân bằng Lỏng – Rắn L – R + Cân bằng Rắn – Khí R – K Xét ở đĩa thứ n có sự phân bố A ở 2 pha nhƣng do pha động di chuyển nên A lại đi xuống đĩa n+1 và xuất hiện cân bằng mới . 22

slide 23:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng Xác định K D - Để xác định K D thì cân bằng phải thiết lập nhanh vì vậy  + Pha tĩnh phải mỏng + Hệ số khuếch tán của A trong pha tĩnh lớn + Hệ số khuếch tán của A trong pha động nhỏ - Xác định K D bằng phƣơng pháp tĩnh tức là đo nổng độ của A trong pha động và pha tĩnh sau khi cân bằng nhƣ sau: Trong đó M là lƣợng A ban đầu g M 1 là lƣợng A còn lại sau tiếp xúc g V là thể tích pha động mL m là lƣợng chất hấp phụ g. 23

slide 24:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.2. Sự liên hệ giữa tốc độ di chuyển củaAvàK D - Gọi f A là phần thời gian của chất A ở pha động ta có: Chia tử và mẫu cho A m . V m : Trong đó k’ A là hệ số dung tích - Tốc độ tuyến tính của A trong pha động: u A u . f A u / 1 + k’ A Trong đó u là tốc độ tuyến tính của pha động cm/s  K DA hay k’ A càng lớn thì chất A di chuyển càng chậm và ngƣợc lại. 24

slide 25:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.3. Thờigian lưu t RA và thời gian lưu hiệu chỉnh t’ RA - t RA : là thời gian tính từ lúc bơm mẫu vào đầu cột tời khi píc đạt giá trị cực đại. Trong đó L là chiều dài cột cm. - t m là thời gian A không lƣu giữ trên cột thời gian chết: t m L / u  - t RA ’ : là thời gian không tính đến thời gian chết tức là: t RA ’ t RA - t m tm . k A ’  25

slide 26:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.4. Thểtích lưu V RA và thể tích lưu hiệu chỉnh V’ RA - V RA : là thể tích của dung dịch rửa giải tính từ khi bắt đầu bơm mẫu vào cột tời khi píc đạt giá trị cực đại. Gọi F là tốc độ chảy của pha động mL/phút V RA và V m đƣợc tính nhƣ sau: V RA t RA . F và V m t m . F  V RA V m 1 + k’ - V’ RA : là thể tích lƣu đã loại đi thể tích trống của cột.  V’ RA V RA - V m V m . k’ K DA . V s - Thể tích lƣu riêng V g : là thể tích đặc trƣng riêng cho A là thể tích dung dịch rửa giải để rửa A trong một đơn vị thể tích pha tĩnh  V g V’ RA / V s K DA . 26

slide 27:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.5. Hệ số tách  – gọi là hệ số lưu giữ tương đối -  đặc trƣng cho khả năng tách 2 chất A và B bằng phƣơng pháp sắc ký. Đƣợc xác định qua công thức sau:  K DA / K DB k’ A / k’ B - Điều kiện để tách A và B là   1.  Hệ số phân bố của A và B giữa pha tĩnh và động phải khác nhau. - Tỷ số hai hệ số phân bố cũng chính bằng tỷ số thể tích lƣu riêng hay tỷ số thời gian lƣu riêng của A và B. Vậy có thể xác định:  K DA / K DB k’ A / k’ B t’ RA / t’ RB V’ RA / V’ RB 27

slide 28:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.6. Sắc đồ - Sắc đồ là đƣờng biểu diễn sự phụ thuộc của diện tích S hoặc chiều cao h tín hiệu đo độ hấp thu quang độ dẫn tần số xung... liên quan đến nồng độ chất phân tích vào thời gian. - Tín hiệu này đƣợc gọi là “Pic” sắc ký. - W A bề rộng chân pic là thời gian thể tích mà tại đó píc đạt cực đại. 28 Hình . Sắc đồ hệ một cấu tử A S h t V

slide 29:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.7. Đĩa lý thuyếtn và cách xác định n bằng thực nghiệm - n là một phần của cột mà ở đó cân bằng phân bố A từ pha động vào pha tĩnh và ngƣợc lại đƣợc thiết lập. - Theo Martin và Synge cân bằng đƣợc thiết lập nhanh chóng tức thời. Tuy nhiên: + Không giải thích đƣợc hiện tƣợng giãn rộng của vùng mẫu + Pic sắc ký không cân đối. - Xác định n: + Giả sử píc tuân theo hàm Gauss + Gọi  là độ lệch chuẩn của t hay V   1/ 29 S hay h t hay V W A t o W 1/2 h/2 -2  +2  t RA V RA Hình . Xác định n từ thực nghiệm

slide 30:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.7. Đĩa lý thuyếtn và cách xác định n bằng thực nghiệm + Đối với cột sắc ký khi n càng lớn thì pic càng hẹp  t RA  n - Mặt khác ta có: W 4  hay  W / 4. Vậy số đĩa lý thuyết đƣợc xác định nhƣ sau: Nếu n càng lớn độ phân giải càng tốt. - Xác định H chiều cao đĩa lý thuyết: H L / n Nếu H càng nhỏ số đĩa lý thuyết càng lớn độ phân giải càng tốt. 30

slide 31:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.2. Các đại lƣợng đặc trƣng 1.2.8. Độ phân giải cách làm tăng độ phân giải - Độ phân giải R: R nói lên khả năng tách các cấu tử ra khỏi nhau trong một quá trình tách sắc ký. R đƣợc xác định nhƣ sau: R 2t RB – t RA / W A + W B 2 t R / W A + W B Có thể dùng V R thay cho t R  + R càng lớn khả năng tách càng tốt + Khi R 1 tách khoảng 95 tức là còn 25 A trong B và 25 B trong A khi R 15 tách khoảng 998. - Cách làm tăng R: + Thay đổi cấu trúc của cột: tăng L kích hạt nhồi nhỏ giảm  cột... + Dựa vào vận hành: tối ƣu hóa pha động giảm mẫu giảm t o C... 31

slide 32:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.3. Nội dung của thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký Mặc dù đã đƣa ra khái niệm về n và H nhƣng: + Không giải thích đƣợc hiện tƣợng giãn rộng của vùng mẫu + Pic sắc ký không cân đối. Vì vậy Van Deemter đã phát triển và đƣa ra “Thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký”. Khi quá trình sắc ký diễn ra có 03 loại khuếch tán quyết định sự di chuyển của chất tan xuất hiện gồm: - Khuếch tán xoáy H 1 - Khuếch tán dài H 2 - Khuếch tán do chuyển khối H 3 . 32

slide 33:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.3. Nội dung của thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký a. Khuếch tán xoáy Độ giãn rộng vùng chất trên cột do sự khuếch tán xoáy gây ra và đƣợc mô tả bằng: H 1 2 .  . d p Trong đó: + H x : là đại lƣợng đặc trƣng cho khuếch tán xoáy. phụ thuộc vào: - Độ đồng đều của hạt hồi - Đƣờng kính hạt nhồi - Khả năng nhồi cột. + d p : đƣờng kính hạt nhồi +  : Hệ số nạp cột nếu nạp tốt thì  15. 33

slide 34:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.3. Nội dung của thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký b. Khuếch tán phân tửtrong các pha Lvà phaK Hiện tƣợng các chất phân tích có xu thế di chuyển về 2 phía của cột và tốc độ của pha động và do vậy dẫn đến sự sự khuếch tán dài dọc và đƣợc xác định qua biểu thức: H 2 2 .  . D m / u Trong đó + D m : Hệ số khuếch tán của chất phân tích trong pha động + u: Tốc độ di chuyển thẳng của dòng pha động + : Hệ số khúc khuỷu phụ thuộc vào hình dáng của hạt và khoảng cách giữa các hạt chất nhồi độ khít đặc. 34

slide 35:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.3. Nội dung của thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký c. Sự khuếch tán do chuyển khối Các cấu tử có khối lƣợng phân tử khác nhau sẽ có tốc độ di chuyển khác nhau.  tốc độ trao đổi chất giữa 2 pha là khác nhau. Mặt khác còn phụ thuộc nhiều vào tốc độ hấp phụ và giải hấp. Do đó: H 3 C s + C m . u Trong đó - C S đặc trƣng cho chuyển khối trên pha tĩnh. Khi tốc độ dòng F  1 thì C S  1. Giá trị C S đƣợc tính qua biểu thức: C S K . d S 2 / D S + K: hệ số + d S : chiều dầy của pha tĩnh + D S : hệ số khuếch tán của chất phân tích trong pha tĩnh. 35

slide 36:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.3. Nội dung của thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký c. Sự khuếch tán do chuyển khối - C m đặc trƣng cho chuyển khối trên pha động. Giá trị C m đƣợc tính qua biểu thức: C m  . d p 2 / D m + : hệ số thực nghiệm có giá trị từ 05 đến 1 + d p : chiều dầy của pha động + D m : hệ số khuếch tán của chất phân tích trong pha động. Kết hợp cả ba sự khuếch tán ta có: H H 1 + H 2 + H 3 2 .  . d p + 2 .  . D m / u + C s + C m . u H 2 .  . d p + 2 .  . D m / u + K . d S 2 / D S +  . d p 2 / D m . u Hay viết gọn lại là: H A + B/u + C.u phƣơng trình Van Deemter 36

slide 37:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.3. Nội dung của thuyết dòng khuếch tán trong sắc ký c. Sự khuếch tán do chuyển khối - Để tính toán chiều cao đĩa cực tiểu H min lấy đạo hàm phƣơng trình ta có: H’ -B/u 2 + C 0  u 2 B / C  H min A + 2 . 37

slide 38:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng trong phƣơng pháp tách 1.4.1. Phương pháp nội chuẩn Internal Standard Tiêu chuẩn chọn chất chuẩn nội: + Tinh khiết + Có cấu trúc hóa học tƣơng tự với chất phân tích + Không có mặt trong mẫu + Thời gian lƣu gần với thời gian lƣu của chất cần phân tích + Có nồng độ tƣơng tự. a. Chuẩn hóa đơn giản bao gồm 6 bước 1. Chuẩn bị 2 mẫu chuẩn: DD1: chất nội chuẩn DD2: chất phân tích 2. Phân tích 2 mẫu chuẩn chạy mẫu 38

slide 39:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng trong phƣơng pháp tách 1.4.1. Phương pháp nội chuẩn Internal Standard 3. Tính toán hệ số đáp ứng Response Factor S IS C IS : Diện tích nồng độ của chất nội chuẩn S XS C xS : Diện tích nồng độ chuẩn của chất phân tích. 4. Thêm chất chuẩn nội có nồng độ biết trƣớc vào mẫu thật 5. Phân tích mẫu thật và chất chuẩn nội ở bƣớc 4 6. Tính toán nồng độ chất cần phân tích: 39

slide 40:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng trong phƣơng pháp tách 1.4.1. Phương pháp nội chuẩn Internal Standard b. Chuẩn hóa nhiều mức 1. Chuẩn bị một dãy mẫu chuẩn chứa nồng độ chất phân tích khác nhau biết trƣớc và nồng độ chất chuẩn nội nhƣ nhau 2. Phân tích dãy mẫu chuẩn 3. Thiết lập đƣờng chuẩn 4. Thêm một nồng độ tƣơng tự chất chuẩn nội vào mẫu phân tích 5. Phân tích mẫu thật 6. Tính toán nồng độ của dung dịch phân tích bằng phƣơng pháp nội suy. 40

slide 41:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký 1.4. Các phƣơng pháp định lƣợng trong phƣơng pháp tách 1.4.2. Phương pháp ngoại chuẩn External Standard Điều kiện thực hiện: - Điều kiện sắc ký không thay đổi - Thể tích mẫu không đổi. a. Chuẩn hóa đơn giản Hoàn toàn tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp thêm chuẩn. b. Chuẩn hóa nhiều mức Hoàn toàn tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp đƣờng chuẩn. 41

slide 42:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph – HPLC HPLC là phƣơng pháp thuộc sắc ký lỏng GL - GL cổ điển đƣợc thực hiện: + Áp suất thƣờng + Chiều dài cột lớn 50  500 cm + Kích thƣớc hạt nhồi lớn 150  200 m + Hiệu quả tách các chất không cao.... - GL hiện nay: + Áp suất cao  “Sắc ký lỏng áp suất cao”. + Chiều dài cột ngắn đặc biệt là kích thƣớc hạt nhỏ cỡ vài m nm và là sự phát triển PP. điện di mao quản  Hiệu quả tách cao.  “Sắc ký hiệu năng suất cao”. 42

slide 43:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph HPLC bao gồm nhiều PP. trong đó có 2 PP. kỹ thuật chính sau: 2.1. Sắc ký lỏng pha liên kết 2.1.1.Pha tĩnh - Pha tĩnh thƣờng là silicagen. Nó có một số đặc tính sau: + Xốp – bề mặt gồ ghề – có nhiều mao quản  S bề mặt lớn. - Ngoài ra cón có các nhóm nhƣ silanol ankylxilan ankyl R – phân cực ít phân cực hay không phân cực  Có khả năng tách sắc ký tốt. Nhóm silanol Dẫn xuất clorosilan Dẫn chất siloxan – R 43

slide 44:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.1. Sắc ký lỏng pha liên kết 2.1.1.Pha tĩnh Đối với pha tĩnh thƣờng sử dụng 2 loại sắc ký sau: a. Sắc kýpha thường - Pha tĩnh: thƣờng dùng là silicagen để tách các hợp chất không phân cực hoặc phân cực ít. -Pha động: sử dụng dung môi không phân cực n-hexan toluen.... - Hoặc silicagen gắn các nhóm ankyl ít C mang các nhóm phân cực cũng đƣợc gọi là sắc ký pha thƣờng. 44

slide 45:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.1. Sắc ký lỏng pha liên kết 2.1.1.Pha tĩnh b. Sắc ký pha đảo -Pha tĩnh: là silicagen gắn gốc ankyl không phân cực – C 8 hoặc C 18 để tách các hợp chất không phân ít phân cực và phân cực. -Pha động: sử dụng dung môi phân cực nƣớc metanol axetonitril - Nhiều công trình đã sử dụng sắc ký pha đảo trong HPLC để phân tích các chất phân tích. 45

slide 46:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.1. Sắc ký lỏng pha liên kết 2.1.2.Pha động - Trong sắc ký pha thƣờng pha động là các dung môi không phân cực. Ngƣợc lại sắc ký pha đảo lại sử dụng dung môi phân cực. - Ngoài sử dụng đơn dung môi còn dùng hệ nhiều dung môi với tỷ lệ khác nhau sao cho có độ phân cực thích hợp để tách các chất. Sự thay đổi tỷ lệ các dung môi có thể theo thời gian các trƣờng hợp khác nhau  Gọi là Gradien nồng độ 46

slide 47:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.1. Sắc ký lỏng pha liên kết 2.1.2.Pha động Các điều kiện của pha động:  Trơ với pha tĩnh Hòa tan tốt chất phân tích  Bền trong khí chạy sắc ký  Có độ tính khiết cao  Phù hợp với detector  Rẻ tiền. 2.1.3. Ứng dụng - Thuốc kháng sinh an thần giảm đau steroid dƣợc - Acid amin protein hydrat cacbon lipid hóa sinh - Thuốc chất độc cồn trong máu … y lâm sàng - Thuốc trừ sâu diệt cỏ phenol môi trƣờng. 47

slide 48:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký Ví dụ: 48

slide 49:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.2. Sắc ký trao đổi ion - Ionit đƣợc sử dụng có thể là ionit tự nhiên hoặc ionit tổng hợp - Ionit tự nhiên có một vài nhƣợc điểm là: + Dung lƣợng trao đổi thấp + Độ lặp lại của tín hiệu đo không cao...  Hạn chế - Ionit tổng hợp có nhiều ƣu điểm: + Dung lƣợng trao đổi cao + Độ lặp lại của tín hiệu đo tốt + Độ bền về mặt hóa học và vật tốt  Đƣợc sử dụng nhiều trong sắc ký ion. 49

slide 50:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.2. Sắc ký trao đổi ion 2.2.1. Tổng hợp ionit - Việc tổng hợp các ionit chủ yếu là dựa vào các phản ứng trùng hợp sau đó tách loại sản phẩm và tinh chế các sản phẩm đó. - Có nhiều cách để tổng hợp các ionit ở các dạng khác nhau cho các mục đích phân tích khác nhau. Các dạng ionit tổng hợp nhƣ: + Cation axit mạnh + Cation axit yếu + Anion: anion mạnh hay yếu chủ yếu phụ thuộc vào gốc amin + Nhựa tạo phức. xem thêm cách tổng hợp trong các trang 192 194 50

slide 51:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.2. Sắc ký trao đổi ion 2.2.2.Phân loạiionit Tùy theo mức độ hoạt động của ionit có thể chia thành các loại sau: a.Ionit loại 1: là ionit thể hiện tính axit mạnh hoặc bazơ mạnh. Đặc điểm: + Có thể làm việc ở mọi giá trị pH khác nhau + Dung lƣợng hấp thu hấp dung ít thay đổi theo pH + Là ionit đơn chức. b.Ionit loại2: là ionit thể hiện tính axit yếu hoặc bazơ yếu. Đặc điểm: + Làm việc ở một giá trị pH xác định + Dung lƣợng hấp thu ít thay đổi theo pH + Là ionit đơn chức. 51

slide 52:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.2. Sắc ký trao đổi ion 2.2.2.Phân loạiionit c. Ionit loại 3: là ionit thể hiện tính chất nhƣ là hỗn hợp của tính axit mạnh và axit yếu hoặc bazơ mạnh và bazơ yếu. Đặc điểm: + Là ionit đa chức + Với cationit: –SO 3 H –COOH –OH...  Ở pH cao: nhóm hoạt động: cả 3 nhóm  Ở pH thấp: nhóm hoạt động: –SO 3 H + Với anionit: chủ yếu là do nhóm amin  Ở pH cao: nhóm amin bậc 4 quyết định  Ở pH thấp: tất cả các nhóm amin bậc 1 2 3 và 4. 52

slide 53:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.2. Sắc ký trao đổi ion 2.2.2.Phân loạiionit d. Ionit loại 4: là ionit thể hiện tính chất nhƣ là hỗn hợp của nhiều axit yếu có các hằng số axit khác nhau và do đó hấp dung thay đổi liên tục. 2.2.3. Ứng dụng - Tách và xác định các chất vô cơ và hữu cơ có tính chất ion - Xác định nống độ của muối - Điều chế các chất tinh khiết Lưu ý: Ngoài “PP. sắc ký trao đổi ion” còn có “PP. sắc ký ion” có cùng phản ứng trao đổi ion nhưng trong “PP. sắc ký ion” cần chú ý tới cơ chế tách và phát hiện.xem thêm ởtrang 196. 53

slide 54:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph 2.3. Sơ đồ thiết bị HPLC Tƣơng tự nhƣ các thiết bị sắc ký khác thiết bị HPLC cũng có 3 phần chính: Đầu vào – Tách – Phát hiện và xử lý số liệu. 2.3.1. Sơ đồ khối a.Pha động: - Bằng thủy tinh - Lọc loại hạt tạp chất - Đuổi khí hòa tan trong dung Môi thƣờng bằng siêu âm. - Có thể dùng kết hợp hỗn hợp dung môi để rửa giải gradien. 54 Bể chứa pha động Van điều chỉnh tỷ lệ dung môi Cột bảo vệ Cột SK Van điều tiết xung Bơm vao áp Vòng bơm mẫu Detector

slide 55:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph b. Hệ thống bơm cao áp: - Yêu cầu: +Tạo áp suất cao: khoảng 250 – 500 at. + Lƣu lƣợng bơm khoảng 01 – 10 ml/phút. + Bơm không bị ăn mòn bởi nhiều loại dung môi. Trong phân tích hay dùng bơm tốc độ hằng định. - Bơm cơ: + Kiểu syringe đẩy dung môi liên tục + Bơm kiểu piston thì đẩy hút luân phiên Hình 9.16 trang 201 55

slide 56:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph c. Hệ tiêm mẫu: - Có thể dùng syringe tiêm qua một tấm đệm đàn hồi độ lặp lại kém và chỉ dùng ở áp suất thấp dƣới 110 at - Trong phƣơng pháp tiêm dòng dừng ngƣời ta dừng bơm và dùng syringe tiêm mẫu vào đầu cột sau khi mở một cái khóa. - Phƣơng pháp phổ biến là dùng một van tiêm có vòng chứa mẫu với dung tích xác định và chính xác. Có thể thay đổi các vòng mẫu dung tích khác nhau: 5 đến 500 l. Dùng van tiêm có độ chính xác cao. - Van tiêm có hai vị trí để nạp mẫu và bơm mẫu Hình bên. 56

slide 57:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph c. Hệ tiêm mẫu: 57 a. Tiêm mẫu vào vòng mẫu b. Pha động đẩy mẫu vào đầu cột

slide 58:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph d. Cột HPLC: - Cột bằng thủy tinh dùng ở áp suất thấp dƣới 50 at hoặc cột bằng thép không gỉ đƣợc dùng phổ biến chịu đƣợc áp suất cao đến 500 at. - Cột dài 10 – 30 cm đƣờng kính trong d 4 – 10 mm hạt chất nhồi cỡ 5 – 10 m. Với chất nhồi từ 3 - 5 m có thể dùng các cột ngắn 3 – 10 cm và nhỏ d 1 – 4 mm. Loại cột này có hiệu lực cao số đĩa lý thuyết lên đến 100.000 đĩa cho 1 m cột. - Chất nhồi thƣờng là silicagen hoặc silicagen có bao một lớp mỏng chất hữu cơ hay liên kết hóa học với chất hữu cơ. Có thể dùng nhôm ôxyt polyme xốp chất trao đổi ion. 58

slide 59:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph e.Detector Trong HPLC có hai loại detector: - Loại theo dõi tính chất của pha động. Dựa vào tính hóa hoạc hoặc vật lý của pha động có liên quan đến chất phân tich. - Loại theo dõi tính chất của chất phân tích Dựa vào phản ứng đặc trƣng của chất phân tích. - Hai detector thƣờng dùng là + Detector quang phổ hấp thụ phân tử + Detector đo độ dẫn 59

slide 60:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph e.Detector  Detector quang phổ hấp thụ phân tử 60

slide 61:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph e.Detector  Detector quang phổ hấp thụ phân tử - Detector tử ngoại UV dùng đèn thủy ngân cho các vạch 254 nm và 280 nm. Nhiều chất hấp thụ ở bƣớc sóng này. - Detector tử ngoại đèn deuteri và khả kiến đèn vonfram có thể làm việc theo bƣớc sóng chọn tùy ý tùy thuộc vào bản chất của chất hấp thụ. Loại này đƣợc dùng nhiều nhất. - Detector đo chỉ số khúc xạ RI là detector vạn năng nhƣng kém nhạy. - Detector huỳnh quang và detector điện hóa có độ nhạy độ chọn lọc cao hay dùng trong phân tích vết. 61

slide 62:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 2. Sắc ký lỏng hiệu năng cao High Performance Liquid Chromatograph e.Detector  Detector đo độ dẫn Hệ gồm 1 điện cực làm việc và 1 điện cực so sánh hay có thể thêm một điện cực phụ trợ. 62

slide 63:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC GC là do pha động là chất khí còn pha tĩnh là chất lỏng hoặc chất rắn. Hiện nay để PP. sắc ký khí có hiệu quả phải lựa chọn cấu hình máy và điều kiện thí nghiệm phù hợp: - Cột tách có pha tĩnh thích hợp - Detector phù hợp với phƣơng pháp cũng nhƣ tính chất và mẫu - Khí mang phù hợp với chất cần phân tích và nguyên lý làm việc của detector - Khí phụ trợ có thành phần và tính chất phù hợp - Quy trình vận hành phải đƣợc tự động hóa. 63

slide 64:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1. Sơ đồ thiết bị GC 64

slide 65:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1. Sơ đồ thiết bị GC 3.1.1.Khí mang pha động - Khí mang là khí trơ Nitơ Heli Argon đƣợc đựng trong bom khí có gắn van giảm áp và điều chỉnh. - Khí mang có thể đƣợc cấp từ máy sinh khí Nitơ. Khí mang cần có độ tinh khiết cao 99999. 3.1.2. Bộ phận tiêm mẫu Đƣợc đốt nóng thƣờng dùng bơm tiêm bơm thẳng mẫu qua một tấm đệm cao su silicol và một ống thủy tinh đặt trong một khối kim loại đốt nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ cột 20 0 C để hóa hơi mẫu trƣớc khi đi vào cột. 65

slide 66:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1. Sơ đồ thiết bị GC 3.1.2. Bộ phận tiêm mẫu 66

slide 67:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.3. Cột sắc ký - Đƣợc đặt trong lò có thể điều chỉnh nhiệt độ theo chƣơng trình. - Có hai loại cột: + Cột nhồi: thƣờng là cột thủy tinh hoặc kim loại đồng thép không gỉ hình chữ U hoặc cuộn tròn dài 1 - 4 m đƣờng kính trong 1 - 4 mm. + Cột mao quản: thƣờng bằng thủy tinh hay silica nung chảy có đƣờng kính trong 01 - 05 mm dài từ 10 - 50 m hay dài hơn.  Pha tĩnh đƣợc giữ trên mặt trong cột thành một lớp mỏng 05 - 1 m: cột WCOT Wall coated opened tubular  Pha tĩnh là các hạt nhỏ xếp gắn trên mặt trong cột hoặc pha tĩnh đƣợc tẩm trên các hạt nhỏ đó: cột SCOT hoặc PLOT Support Coated Open Tubular hoặc Porous Layers Open Tubular. 67

slide 68:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.3. Cột sắc ký a. Cột pha tĩnh lỏng SK khí – lỏng Pha tĩnh đƣợc giữ trên chất mang - Chất mang: là những hạt chất rắn nhỏ bền nhiệt trơ về hóa học xốp có lỗ cỡ 1 - 5 m bề mặt riêng lớn từ 1 đến 10 m 2 /g. Đơn vị - mesh - Ví dụ: chromosorb 80 - 100 là loại hạt rây qua rây có 80 lỗ in 2 rồi rây tiếp qua rây 100 lỗ in 2 đƣợc hạt cỡ 177 - 149 m. - Trong số các chất mang hay dùng có chromosorb P pink và chromosorb W white - Pha tĩnh: chịu nhiệt hóa lỏng ở nhiệt độ phân tích trơ về hóa học. Một số loại pha tĩnh thƣờng dùng các polyester glycol polyether glycol các loại Carbowax các silicol OV SE XE… các hydrocarbon no. 68

slide 69:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.3. Cột sắc ký a. Cột pha tĩnh lỏng SK khí – lỏng Chọn pha tĩnh: - Trơ về mặt hóa học - Bền nhiệt - Ít bay hơi - Có độ phân cực thích hợp để tách chất phân tích. b. Cột pha tĩnh rắn sắc ký khí - rắn Một số pha tĩnh rắn thƣờng dùng: - Các chất rây phân tử - Các polymer xốp Porapak. 69

slide 70:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.4.Detector a. Các detector không đặc hiệu phát hiện tất cả các chất - Detector dẫn nhiệt Thermal conductivity detector TCD: khi có chất đi qua có sự thay đổi độ dẫn nhiệt của môi trƣờng xuất hiện tín hiệu điện. Đây là detector vạn năng nhƣng độ nhạy thì thuộc loại trung bình. - Detector ion hóa ngọn lửa Flame ionization detector FID: khi có chất hữu cơ đi qua thì ngọn lửa sẽ bị ion hóa. Các ion này đƣợc góp lên điện cực. Đây là detector đƣợc dùng nhiều nhất nhẹ hơn TDC khoảng 3 lần phát hiện đến 10 -9 g. 70

slide 71:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.4.Detector b. Detector đặc hiệu - Detector phát xạ nhiệt ion Thermionic emission detector TED: cấu tạo tƣơng tự FID nhƣng ngọn lửa nghèo nhiên liệu nhiệt độ thấp đáp ứng các chất có N P và Hal – nhạy hơn FID nhiều từ 10 – 100 lần. - Detector bắt điện tử Electron capture detector ECD: Ở một điện cực có điện tử bắn ra. Khi có chất phân tích là chất ái điện tử M đi qua thì M kết hợp với điện tử thành M – . Số điện tử giảm cho ta tín hiệu của M. Độ nhạy cao đạt tới từ 10 -12 g nhạy với các Hal – phát hiện đƣợc với các chất thơm đa vòng. - Detector đo quang ngọn lửa FPD: Trong detector này ngọn lửa giàu hydro khử mạnh có đáp ứng với các chất P và S. 71

slide 72:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.4.Detector Sau đây là cấu tạo của một số detector Detector dẫn nhiệt Thermal conductivity detector TCD: 72

slide 73:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.4.Detector Detector ion hóa ngọn lửaFlame ionization detector FID: 73

slide 74:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.1.4.Detector Detector bắt điện tửElectron capture detector ECD: 74

slide 75:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.2. Ứng dụng Là phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi trong phân tích: - Phân tích nhiều đối tƣợng khác nhau - Thời gian phân tích nhanh chóng ít tốn kém - Phân tích các chất dễ bay hơi nhƣ: tinh dầu hợp chất thiên nhiên. Nhƣng đối với các chất khó bay hơi hay dễ bị nhiệt phân hủy trong đó có nhiều chất có hoạt tính sinh học thì sử dụng sắc ký lỏng có nhiều thuận lợi hơn. 3.1. Định tínhvà thửtinh khiết Nếu sắc ký nhiều lần trong các điều kiện giống nhau và luôn chỉ có một pic thì có khả năng mẫu thử là tinh khiết và không bị phân hủy nhiệt. Có thể định tính bằng cách dùng chất chuẩn. 75

slide 76:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.2. Ứng dụng 3.1. Định lƣợng - Trong sắc ký khí việc định lƣợng đƣợc tiến hành bằng cách đo diện tích hay chiều cao của pic. Có thể tính diện tích pic nhƣ sau: S 0627 HW H: chiều cao pic W: độ rộng pic ở đáy - Thông thƣờng hàm lƣợng chất tỉ lệ thuận với chiều cao pic hoặc diện tích pic. phải kiểm tra lại bằng thực nghiệm 76

slide 77:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 3. Sắc ký khí Gas Chromatograph – GC 3.2. Ứng dụng 3.1. Định lƣợng Ví du: 77

slide 78:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH 78

slide 79:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.1. Sắc ký giấy Sắc ký giấy là bao hàm ý nghĩa của việc sử dụng vật liệu chất mang là giấy còn pha tĩnh là chất lỏng trên bề mặt giấy. - Giấy là một vật liệu bao gồm những sợi cellulose trên đó có chứa nhóm –OH phân cực  Là vật liệu ƣu nƣớc. - Khi bề mặt giấy đƣợc tẩm bằng nƣớc  Pha tĩnh phân cực. Còn pha động là không phân cực  Sắc ký giấy thuộc loại sắc ký phân bố L – L. - Thông thƣờng khi pha tĩnh phân cực và pha động không phân cực thì đƣợc gọi là sắc ký pha thƣờng. - Nếu pha tĩnh đƣợc tẩm bằng dung mối ít phân cực và pha động phân cực thì đƣợc gọi là sắc ký pha đảo. 79

slide 80:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.1. Sắc ký giấy - Trong sắc ký giấy đại lƣợng đƣợc sử dụng để đánh giá sự di chuyển của chất phân tích là hệ số trễ R f và đƣợc tính theo công thức Ví dụ: Hình bên ta có: - OA: Khoảng cách chất cấu tử A di chuyển mm - OB: Khoảng cách chất cấu tử B di chuyển mm - OF: Khoảng cách dung môi di chuyển mm 80 A O F B B A

slide 81:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.2. Sắc ký lớp mỏng - Sắc ký lớp mỏng là bao hàm ý nghĩa của việc sử dụng vật liệu chất mang là tấm kính hoặc tấm nhựa còn pha động là chất lỏng dung môi phân cực không phân cực hoặc dung dịch đệm. - Đối với sắc ký lớp mỏng trên bề mặt của chất mang đƣợc phủ lên các chất có đặc tính khác nhau – Pha tĩnh. Có thể có nhiều loại: + Chất hấp phụ + Trao đổi ion + Rây phân tử + Tẩm dung môi khác nhau.  Sắc ký lớp mỏng có đầy đủ 4 cơ chế tách. 81

slide 82:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.3. Quá trình và kỹ thuật sắc ký 4.3.1. Chuẩn bị dụng cụ: - Chọn bình sắc ký thích hợp - Chuẩn bị dung môi trộn các dung môi theo tỷ lệ thích hợp Nếu các dung môi không tan vào nhau thì cho vào phếu chiết lắc đều sau đó để yên cho tách lớp. Ví dụ: hệ butanol – Axit axetic – nƣớc. Sau khi tách lớp: + Lớp trên là pha động + Lớp dƣới là pha tĩnh. - Nên cho dung môi vào bình sắc ký trƣớc một thời gian để bão hòa hơi dung môi. 82

slide 83:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.3. Quá trình và kỹ thuật sắc ký 4.3.1. Chuẩn bị dụng cụ - Chuẩn bị giấy: là loại giấy đặc biệt mang tên hãng sản xuất và có ký hiệu phụ thuộc tính chất của giấy. Ví dụ : giấy whatman schleicher munktell... - Tùy theo chất cần tách mà chọn loại giấy thích hợp. - Kích cỡ của giấy chọn sao cho phù hợp với bình sắc ký. - Kẻ 1 đƣờng xuất phát cách mép trên khoảng 3 – 5 cm và đánh dấu những điểm cách nhau và cách mép giấy khoảng 2 – 25 cm. 83

slide 84:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.3. Quá trình và kỹ thuật sắc ký 4.3.2. Chấm dung dịch lên giấy Dùng micropipet chấm khoảng 1 – 5 L dung dịch mẫu hoặc chất chuẩn lên giấy các chấm càng gọn càng tốt. Tránh vết chấm loang rộng có thể chấm nhiều lần. 4.3.3.Cho dung môi chạy - Giấy đã chấm dung dịch phân tích và đƣợc đƣa vào bình sắc ký chứa pha động đã đƣợc bão hòa. - Giấy sẽ đƣợc cho nhúng vào dung môi pha động. Có thể cho dung môi chạy theo nhiều cách: + Sắc ký đi lên + Sắc ký đi xuống + Sắc ký vòng + Sắc ký đảo pha + Sắc ký 2 chiều. 84

slide 85:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.3. Quá trình và kỹ thuật sắc ký 4.3.4.Phát hiện các vết Sau khi chạy sắc ký các chất tan sẽ phân bố trên giấy sắc ký ở các vị trí khác nhau trên sắc đồ. Có thể phát hiện vệt bằng các cách sau: - Đối với sắc ký giấy: + Chiếu tia tử ngoại + Đƣa thêm chất chỉ thị huỳnh quang kết hợp với chiếu tia tử ngoại chẳng hạn nhƣ dùng: fluorexein morin rodamin B... - Đối với sắc ký lớp mỏng: + Phun các chất oxy hóa + Sử dụng các thuốc thử đặc biệt chất tạo phức màu... - Xác định R f 85

slide 86:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.4. Ƣu nhƣợc điểm của sắc ký lớp mỏng 4.4.1. Ưu điểm - Dùng để đánh giá một cách định tính - Có thể tiến hành nhiều mẫu song song - Việc định lƣợng dựa vào chỉ số R f là khá đơn giản nhanh ... 4.4.2. Nhược điểm - Do tốc độ của dung môi pha đông không phải hằng số nên việc định không chính xác. - Việc định lƣợng dựa vào chỉ số R f là không chính xác. Bởi vì nó còn phụ thuộc nhiều vào điều kiện thí nghiệm. - Độ lặp lại không tốt. 86

slide 87:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 4. Sắc ký phẳng 4.5. Một số ví dụ Ví dụ 1: Phân tích các cation kim loại: Ni 2+ Co 2+ Cu 2+ Fe 3+ Hg 2+ Cd 2+ . - Pha động: axeton 5 HCl 8 - Thuốc hiện: 8 – oxiquynolin Ví dụ 2: Phân tích glucoza. - Pha động: butanol : CH 3 COOH : H 2 O 4 : 1 : 5 - Thuốc hiện: resorsin trong C 2 H 5 OH và HCl 02 N Ví dụ 3: Tách các amin. - Pha động: butanol : CH 3 COOH : H 2 O 4 : 1 : 5 - Thuốc hiện: Ninhydrin 02 trong axeton khan. 87

slide 88:

PHẦN THỨ BA – PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHƢƠNG 1. Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp sắc ký Bài tập 1. Một hỗn hợp 2- metyl-hexan và 3- metyl-hexan đƣợc tách trên cột GC có 2500 đĩa lý thuyết. Hãy tính độ phân giải của cột nếu thời gian lƣu là 15ph đối với 2- metyl- hexan và 16ph đối với 3- metyl- hexan 2. Số liệu sau đây đƣợc lấy từ phép phân tích GC: t R 10 ph w 030 ph t air 05 ph Vs 4 ml F 40 ml/ph. Hãy tính: 1/ Dung lƣợng k’ 2/Thể tích pha động Vm 3/ Hệ số phân bố K D 4/ Thể tích lƣu V R 5/Số đĩa lý thuyết n 3. Số đĩa lý thuyết tại tốc độ dòng khác nhau đối với một cột LC dài 30 cm đƣợc xác định từ thể tích lƣu và bề rộng pic cho một phép phân tích. Biết: u cm/s:01 và 20 khi n 1500. Hãy xác định tốc độ dòng tối ƣu giá trị H tối thiểu và số đĩa lý thuyết đạt đƣợc tại tốc độ dòng tối ƣu này giả sử số hạng A không đáng kể tức là bỏ qua số hạng A. 88

authorStream Live Help