Bai 4 phuong phap phan tich sac ki

Bài 4: SỬ DỤNG MÁY SẮC KÍ GC14B-SHIMADZU

Phần 1: Giới thiệu về phương pháp sắc kí.

Phần 2: Giới thiệu về sắc kí khí.

Phần 3: Giới thiệu về sắc kí lỏng.

Phần 4: Giới thiệu về nội dung thí nghiệm.

Phần 1: Giới thiệu về phương pháp sắc kí.

1. Giới thiệu về phương pháp sắc kí:

Định nghĩa: Sắc kí là một phương pháp tách trong đó các cấu tử của một hỗn hợp được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha tỉnh đứng yên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định.

2. Phân loại:

Người ta có thể phân loại các phương pháp sắc kí dựa vào cơ chế hoạt động sắc kí, tính chất pha tỉnh hay dựa vào cột sắc kí. Dựa vào cơ chế hoạt động của sắc kí người ta có thể phân thành sắc kí hấp phụ, phân bố, trao đổi ion. Dựa theo tính chất pha có sắc kí lỏng rắn, sắc kí khí lỏng, sắc kí lỏng lỏng. Dựa trên dạng cột có cột và bảng phẳng. Thông thường người ta thường gọi tắt các phương pháp sắc kí như sấc kí khí, sắc kí lỏng, sắc kí lỏng cao áp, sắc kí lớp mỏng, sắc kí gel…

Bảng các phương pháp sắc kí:

Phân loại sắc chung

Phươn pháp Pha tĩnh Kiểu cân bằng

Sắc kí lỏng LC + Phân bố lỏng lỏng.

+ Liên kết lỏng.+ Hấp thụ và trao

đổi ion lỏng- rắn.

+ lỏng phủ lên trên một lớp rắn.

+ Chất hữu cơ được gắn trên một bề mặt rắn.

+ Nhựa trao đổi ion dạng rắn.

+ Phân bố.+ Phân bố giữa

chất lỏng và bề mặt liên kết.

+ Hấp thụ ion.

Sắc kí khí GC+ Khí lỏng.+ Khí – pha liên

kết.+ Khí – rắn.

+ Lỏng được phủ trên một chất rắn.

+ Chất hữu cơ được gắn trên một bề mặt rắn.

+ Nhựa trao đổi ion dạng rắn.

+ Phân bố giữa khí và lỏng.

+ Hấp thụ ion.

Sắc kí lỏng siêu Pha lỏng: chất lỏng Chất hữu cơ được Phân bố giữa

SVTH: Hoàng Đình Thành Hóa dầu 1 k53 Tổ 7 Page 20

tới hạn siêu tới hạn. liên kết trên một bề mặt rắn. chất lỏng siêu tới hạn và bề mặt liên kết.

3. Cơ sở chung của phương pháp sắc kí:

Xét với một quá trình sắc kí khí: pha tỉnh là một lớp phin lỏng phủ lên trên bề mặt rắn, pha động là dòng khí nén áp suất để mang chất phân tích qua cột. Trong suốt quá trình chất phân tích chuyển động qua cột sảy ra hiện tượng phân bố của chất phân tích giữa pha tỉnh và pha động, điều này làm cho chất phân tích bị giữ lại trong cột sắc kí một thời gian lâu hơn so với thời gian ra của pha động. Lượng pha tỉnh ra khỏi cột có phân bố dưới dạng một pic mà thời gian xác định đỉnh pic phụ thuộc vào tương tác giữa chất phân tích với pha động, pha tỉnh, và điều kiện tiến hành thí nghiệm, thời gian này là đặc trưng cho mổi chất phân tích. Thông thường thì những cấu tử tương tác mạnh với pha tỉnh thì sẽ có thời gian lưu lâu hơn. Như vậy nhờ cột sắc kí ta có thể tách được các chất khác nhau trong một mẩu phân tích. Diện tích của pic đặc trưng cho lượng chất phân tích trong mẩu và như vậy ta sẽ xác định được hàm lượng chất phân tích trong mẫu.

4. Các phương pháo tiến hành tách sắc kí:a. Phương pháp rữa giải:

Là phương pháp được sử dụng thông dụng nhất hiện nay. Chất rữa giải hay chính là pha động trong quá trình phân tích. Dùng để đưa chất phân tích qua cột, thường thì chất rữa giải có ái lực với pha tỉnh bé nhất (bé hơn mọi chất có trong pha tỉnh). Dung dịch rữa giải có thể dùng là một chất, hay một dung dịch có nồng độ cố định hay thay đổi hoặc hổn hợp của các dung dịch rữa giải.

b. Phương pháp tiền lưu:

Hỗn hợp cần tách A, B, C được đưa vào phía trên của cột một cách liên tục và được chảy qua cột. Giả sử thứ tự tương tác với pha tỉnh là C>B>A thì thứ tự các chất ra khỏi cột là A sau đó là A+B và cuối cùng là A+B+C. Sở dĩ như vậy là vì theo thứ tự ưu tiên ái lực thì A ra trước rồi đến B và cuối cùng là C. Các chất đều bị thoát ra vì sau khi cột đã hấp thụ bảo hòa với các chất thì không còn khả năng giữ các chất đó nữa, và phải để các chất đó thoát ra ngoài. Phương pháp này không có khả năng tách hoàn toàn các cấu tử nên ít được sử dụng.

c. Phương pháp thế đẩy:

Mẫu được cho vào cột, sau đó sử dụng dung môi có ái lực mạnh nhất đối với pha tỉnh đưa vào cột. Khi đó chất có ái lực yếu nhất so với pha tỉnh thì bị đẩy ra


đầu tiên, sau đó là đến các chất có ái lực yếu tiếp theo, và cuối cùng là chỉ có pha động đi ra. Đối với phương pháp này thì có nhiều khi pha đi ra là không được tách hoàn toàn mà có lẩn với các cấu tử khác. Đặc biệt với những mẩu phân tích phức tạp, thì người ta phải dùng phương pháp rữa giải.

5. Một số khái niệm:

Thể tích lưu Vr là thể tích pha động cần thiết để vận chuyển chất tan I ra khỏi cột và đến detector.

Thời gian lưu tRi là thời gian từ lúc chất tan I được nạp vào cột tách ở cột tiêm mẩu đến lúc ra khỏi cột ở thời điểm tạo pic cực đại.

Mối liên hệ: Vr = Fc*tR với Fc là lưu lượng pha động đi trong cột.

Tm là giá trị thời gian lưu của pha động trong cột, TR là giá trị thời gian lưu của chất phân tích I đi trong cột. hiệu TR – Tm = T’R gọi là thời gian hiệu chỉnh của chất I.

Hệ số K phân bố của chất I được định nghĩa là tỉ số nồng độ của chất I giữa pha tỉnh và pha động. K= CS/CM. còn K’ lại là hệ số dung lượng được đo bằng tỉ số lượng chất phân tích trong pha tỉnh và pha động. K’ = Ns/NM= t’R/tM là đại lượng đặc chưng cho tốc độ chuyển động của chất phân tích trong cột. khi K’ nhỏ hơn một thì sự rữa rãi là quá nhanh nên khó có thể xác định được thời gian lưu, khi K’ có giá trị từ 20 đến 30 thì sự rữa giải là quá chậm. Thông thường giá trị của K’ phù hợp cho phép phân tích sắc kí là 1 đến 5. Việc điều khiển giá trị của K’ là có thể thực hiện được nhờ sử dụng các biện pháp thay đổi nhiệt độ, cách nhồi cột, thay đổi thành phần pha tỉnh và pha động.

Hệ số tách α của 2 chất có pic gần nhau là đại lượng đặc trưng cho sự phân riêng, sự tách giữa 2 chất đó, nếu α càng lớn thì các pic đó càng nằm xa nhau, sự tách riêng 2 cấu tử đó càng tốt. α = T’RA/ T’RB = t’A/ t’B= KA/ KB. Để cho sự tách được tốt thì α nằm trong khoảng 1,05 đến 2 giá trị này không được lớn quá vì nó sẽ làm tăng thời gian thí nghiệm.

Độ doãng rộng của pic W, W1/2. Như hình vẽ. Độ doãn rộng của pic thì sẽ liên quan đến sự tách của chất, nguyên nhân gây ra độ dãn dài của pic là do sự khuếch tán.


Độ khuếch tán: J (mol/m2.s) = DdCdx với D là hệ số khuếch tán, C là nồng

độ, x là độ dài di chuyển.

Độ rộng của dãi sắc kí được biểu diễn theo phương trình:

c= m

√4 D × t× ex2/4 Dt

C là nồng độ (mole/cm3), t là thời gian, x là khoảng cách di chuyển được dọc theo cột, D là hệ số khuếch tán, m là số mole chất tan dịch chuyển qua một đơn vị tiết diện ngang của cột. phương trình trên cho biết độ lệch chuẩn √2Dt .

Chiều cao đĩa lý thuyết H là hằng số tỉ lệ giữa phương sai σ2 của dải chất tan và khoảng cách x mà nó di chuyển. Tên chiều cao đĩa lý thuyết H được lấy từ lý thuyết chưng cất trong sự tách được thực hiện trong những giai đoạn rời rạc được gọi là đĩa tách.

H=σ 2

L


Với L là chiều dài của cột.

Có thể giả định cột sắc kí được chia thành N phần mỏng hay N lớp hay N đĩa tách. Ở mỗi sự phân bố chất tan vào hai pha lại đạt đến một trạng thái cân bằng mới (sắc kí là một quá trình động, thực ra pha động chuyển động chảy liên tục và thời gian không đủ thiết lập trạng thái cân bằng).

Nếu chiều cao lý thuyết càng nhỏ thì độ rộng hay sự doãng rộng pic càng nhỏ. Khả năng tách của cấu tử một hỗn hợp của một cột được cải thiện nếu giảm chiều cao một đĩa lý thuyết. Các chất tan khi chuyển qua một cột tách có chiều cao đĩa lý thuyết khắc nhau bởi vì chúng có hệ số tách khác nhau. Chiều cao cột đĩa lý thuyết khoảng từ 0.1 đến 1 mm trong sắc kí khí và khoảng 10 μm trong cột sắc kí lỏng hiệu năng cao và nhỏ hơn 1 μm trong sắc kí điện di mao quản.

Số đĩa lý thuyết N=5,54 tR

2

W 2 =5,54 tR

2

W 1 /22

Với tR là thời gian lưu của pic, W là độ doãn rộng của pic, W1/2 là chiều rộng của pic đo ở nữa chiều cao từ đỉnh đến đáy pic.

Độ phân giải của cột Rs của hai cột được định nghĩa:

R s=tR2−tR1

W 2−W 1

2

Độ phân giải của hai cột cho biết khả năng tách của hai chất phân tích bởi cột. Nếu độ phân giải khoảng 1,5 thì cho phép tách A và B gần như hoàn toàn( sự xen phủ chỉ khoảng 0,3%, nếu độ phân giải khoảng 0,75 thì không tách được còn độ phân giải bằng 1 thì độ xen phủ củ 2 pic là 4%.

6. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình phân tích

Chúng ta có thể thay đổi các điều kiện phân tích này để tác động đến hiệu ứng tách cột và độ phân giải của phép phân tích.

Tốc độ pha động: tác động đến chiều cao H, hiệu lực tách của cột tăng nếu tăng thời gian lưu của tiếp xúc pha tỉnh động, tức là giải tốc độ chảy của pha động, song việc này sẽ kéo giài thời gian phân tích. Ngoài tốc độ pha động các yếu tố khác ảnh hưởng còn có hệ số khuếch tán pha động và pha tỉnh, tỉ số phân bố, đường kính hạt nhồi, bề dày lớp chất lỏng phủ lên hạt…


Sự khuếch tán xoáy: là hiện tượng các chất phân tích có đường đi khác nhau khi đi qua pha tỉnh, vì vậy sẽ gây ra thời gian ra khỏi cột là khác nhau. Thông thường tình trạng này sảy ra do hạt lớn, kích thước hạt không đều, vì vậy cách khắc phục là sử dụng pha tỉnh là các hạt có kích thước bé, kích thước đồng đều. Nhưng nếu kích thước hạt càng bé, thì trở lực lên pha động càng lớn sẽ cần áp suất pha động cao. A =λ .d p đặc trưng cho khuếch tán xoáy, λphụ thuộc độ đồng thể của chất nhồi, hình dạng hình học, và kích thước của cột nhồi, d plà đường kính trung bình của hạt.

Sự khuếch tán dọc: là quá trình chất di chuển từ nơi có nồng độ cao xuống nơi có nồng độ thấp. Sự khuếch tán dọc gây ra sự giãn rộng của pic. Đại lượng đặc chưng cho sự khuếch tán dọc là B= 2γ .DMvới DMlà hệ số khuếch tán của chất tan trong pha động, γ là hệ số trở kháng của chất nhồi cột đến sự khuếch tán.

Sự chuyển khối trong pha tĩnh: khi pha tỉnh là chất lỏng, hệ số chuyển khối Cs tỉ lệ thuận với bình phương chiều dày lớp phiên, tỉ lệ nghich với Ds của chất tan trong phin. Với lớp phin dày chất phân tích phải di chuyển trung bình lâu hơn để đến bề mặt, với độ khuếch tán nhỏ, chất tan di chuyển chậm hơn. Khi pha tỉnh là một bề mặt rắn, số chuyển khối Cs tỉ lệ thuận đòi hỏi cho các cấu tử được hấp phụ và giải hấp phụ. Sự chuển động trong pha tỉnh đòi hỏi một thời gian lâu hơn trong khi các chất trong pha động liên tục được đẩy về phía trước, chính vì vậy gây ra sự dãn dài của pic. Khắc phục đối với pha tỉnh là phin lỏng thì cần lựa chọn những chất lỏng có độ nhớt nhỏ sẽ làm tăng hệ số khuếch tán, lớp phin mỏng nhưng nếu lớp phin quá mỏng sẽ làm giảm dung tích hấp phụ, và có thể gây hiện tượng lỏng không bao kín chất nền.

Sự chuyền khối trong pha động: hệ số chuyển khối trong pha động Cm tỉ lệ nghich với hệ số khuếch tán của chất tan trong pha động Dm, bình phương đường kính của hạt, bình phương đường kính của cột và tốc độ chảy của pha động.

Cải thiện Rs bằng nhờ giảm chiều cao của một đĩa lý thuyết vì độ phân giải tỉ lệ thuận với √ N( khi tăng số đĩa lên 2 lần đồng nghĩa tăng độ phân giải của cột lên √2 lần. Tăng số đĩa lý thuyết bằng cách tăng chiều dài cột thì phải tiêu tốn nhiều thời gian phân tích hơn. Giảm chiều cao một đĩa lý thuyết có thể thực hiện với sắc kí khí là tăng nhiệt độ cột, với sắc kí lỏng là giảm chiều dài lớp phin.


Cải thiện Rs nhờ hệ số chọn lọc α: khi α tăng thì sự tách của cột cũng tăng, sự thay đổi α là thay đổi pha tĩnh hay cả pha tỉnh lẫn pha động. Đối với sắc kí khí là thay đổi theo trương trình nhiệt độ còn pha lỏng là thay đổi theo nồng độ pha động.

Cải thiện Rs nhờ hệ số dung lượng K’, nói chung khi K’ tăng thì độ phân giải

tăng. Rs = QK '

1−K ' như vậy khi K’>10 thì sự tăng K’ chỉ tăng một chút ít Rs, thông

thường K’ tối ưu trong khoảng 1 đến 5.

PHẦN 2: SẮC KÝ KHÍ.

1. Hệ thống sắc kí khí:

Hệ thống sắc ký gồm có có 4 phần chính đó là bộ phận tạo khí mang, bộ phận tiêm mẫu, bộ phận cột tách, bộ phận detector và cuối cùng là màn hình hiển thị.

2. Hệ thống khí mang:

Khí mang phải trơ về mặt hóa học như He, Ar, N2, CO2, H2. Việc lựa chọn khí mang phụ thuộc vào detector. Lựa chọn khí mang như sau: detector đo độ dẫn cần sử dụng khí mang có độ dẫn cao như H2, He. Detector ion hóa ngọn lữa cần chọn khí mang N2 khi không cần ghép nối với các thiết bị khác, nếu có ghép nối thì chọn He. Detector cộng kết ngọn lữa thì dùng N2. Các đặc điểm khi sử dụng các khí mang thông thường: H2 sử dụng cần dùng khí N2 đuổi hết O2 trong cột trước và cần có máy rò nếu có sự cố hở H2, he, Ar là khí trơ thích hợp ở nhiệt dộ cao. Khí N2 khá trơ, rẻ tiền nên dùng nhiều trong các máy phân tích, nhưng cần chú ý N2 có độ dẫn khá gần với một số khí, hơi hữu cơ nên có thể nhận sắc kí pic nghịch.

Hệ thống cung cấp khí mang bao gồm bộ điều chỉnh áp suất, thiết bị đo áp suaatsm thiết bị đo tốc độ dòng, thiết bị lọc khí trước khi đưa vào cột. thông thường áp suất khí từ 10 đến 50 psi sẽ có tốc độ dòng từ 30 đến 150 ml/ph đối với cột nhồi và 1 đến 25 ml/ph đối với cột mao quản. nói chung, khi áp suất được khống chế không đổi thì tốc độ khí đi vào cột cũng không đổi.


3. Hệ thống tiêm mẫu:

Dùng bơm tiêm vi lượng để đưa mẩu lỏng hoặc khí vào cột qua một van cao su silicon. Lượng mẫu đưa vào từ một đến 20 μm. Đối với cột mao quản lượng mẩu sử dụng rất ít, chính vì vậy hệ thống chia dòng được sử dụng để chỉ một phần rất nhỏ mẩu được đưa vào cột còn hầu hết được thải ra ngoài.


Sử dụng bơm tiêm: hút dung dịch đến vạch rồi kéo ngược bơm kim để tất cả mẩu đi vào xilanh, sau khi xuyên kim qua lớp đệm silicon thì để yên 3 đến 5 s sau đó mới đẩy piston.

a. Tiêm mẩu có chia dòng:

Sử dụng cho tiêm mẫu có nồng độ phân tích cao hoặc phân tích khí, tuy nhiên phương pháp này có thể gây mất mát mẫu khó bay hơi trong quá trình tiêm mẫu. tiêm mẫu chia dòng có độ phân giải cao và có thể xử lí các mẫu bẩn nếu nhồi vào trong ống tim chất hấp phụ thích hợp. Các chất có nhiệt độ phân hủy thấp có thể phân hủy trong xuốt quá trình tiêm mẫu ở nhiệt độ cao.

b. Tiêm mẩu không chia dòng

Sử dụng cho các dung dịch rất loãng. Nó cung cấp độ phân giải tốt cho những dung dịch phân tích định lượng có thể có các thành phần phân tích kém bay hơi bị mất trong quá trình tiêm.

c. Tiêm mẫu trên cột( on- column injector):

Sử dụng tốt nhất cho phân tích các chất kém bền nhiệt. là kĩ thuật có độ phân giải thấp và không thể sử dụng cho những cột có đường kính bé hơn 0.25 mm. Nó có thể xử lý các dung dịch lỏng hay đặc.


4. Cột sắc ký:a. Cột nhồi:

Làm bằng thép không rĩ với đường kính từ 3 đến 6 mm và chiều dài từ 1 đến 5 m. Cột chứa các hạt chất mang rắn thường là chất mang có phủ lớp pha tỉnh lỏng. kích thước hạt đồng nhất sẽ làm cải thiện chiều cao cột và độ phân giải. cở hạt nhỏ sẽ làm giảm thời gian cân bằng hòa tan và nhờ đó giảm được chiều cao cột. tuy nhiên nếu kích thước hạt quá nhỏ sẽ làm giảm không gian giữa các hạt và tăng áp suất cột. Kích thước hạt được biểu diễn bởi 80/100 mesh.

Một số loại chất rắn: hầu hết các chất mang trong sắc kí cột đều được tạo từ diatomite như chromosorb A,B,G,W,P. Có 2 yếu tố cần lưu ý khi chọn chất mang là cấu trúc và đặc tính bề mặt. Tương tác giữa bề mặt chất mang là nguyên nhân gây ra sự kéo dài đuôi pic. Kích thước hạt nhỏ sẽ làm tăng độ phân giải của cột nhưng đồng thời làm tăng áp suất cột, chính vì vậy để tối ưu cột người ta thường chế tạo hạt mang có kích thước đồng đều.

Tỉ lệ phần trăm pha lỏng: Đủ để bao bọc hết toàn bộ bề mặt của chất mang, ngăn cản sự tiếp xúc giữa chất mang và pha động. Tỉ lệ pha lỏng/ chất mang không được quá nhiều, trên 30% thì hiệu quả tách của cột giảm đi rất nhiều, trước đây người ta khống chế từ 15 đến 30% còn bây giờ là 2 đến 10%. Tỉ lệ pha lỏng còn phụ thuộc vào chất phân tích, nếu chất phân tích khó bay hơi thì chọn tỉ lệ pha lỏng thấp (<3%) còn nếu chất dể bay hơi thì chọn tỉ lệ pha lỏng cao.

Mật độ nhồi cột: ảnh hưởng rõ rệt đến khả năng lưu giữ pha tỉnh. Khi mật độ nhồi cột tăng thì khối lượng pha tỉnh tăng.

Luyện cột: đặt ít nhất cột trong 2 giờ ở nhiệt độ >25 oC so với nhiệt độ tối đa mà cột sẽ sử dụng. Cấp dòng khí mang tốc độ 5 đến 10 phút qua cột. Đầu ra của cột hở, không nối với detector để tránh làm bẩn.

b. Cột mao quản:

Cột mao quản có chiều dài 15 đến 100 m và đường kính từ 0.1 đến 53 mm. cột được chế tạo từ thủy tinh oxit tinh khiết nấu chảy có mức độ liên kết ngang cao hơn nhiều so với thủy tinh thường và chịu được nhiệt độ 350 oC. lực căng cao của ống thủy tinh cho phép chế tạo cột có thành mỏng và dễ uốn.


Các cột mao quản có tráng lớp lỏng lên thành cung cấp độ phân giải cao hơn và thời gian phân tích ngắn hơn so với cột nhồi. Cột mao quản hẹp có độ phân giải cao hơn so với cột mao quản rộng nhưng chúng đòi hỏi áp suất cao hơn và có dung lượng làm việc nhỏ hơn.

Lớp phin mỏng trên bề mặt trong mao quản từ 0.1 đến 5 μm nếu giảm lớp phin này sẽ làm tăng độ phân giải, giảm thời gian phân tích nhưng sẽ làm giảm dung lượng hấp phụ.

Cột mao quản

Cấu trúc bên trong của cột mao quản:


5. Yêu cầu pha tỉnh:

Một pha tỉnh lý tưởng trong sắc ký cần thể hiện độ chọn lọc và khả năng hòa tan của các cấu tử được tách và khoảng nhiệt độ làm việc rộng. Nó cũng phải bền hóa học, có áp suất hơi bảo hòa thấp theo nhiệt độ, nhiệt độ làm việc nhỏ nhất theo nhiệt độ phòng pha lỏng phải tồn tại trạng thái lỏng ( không được tồn tại trạng thái rắn).

Các phép phân tích trong sắc kí là kết quả quả của những phân tương tác giữa pha tỉnh hòa tan chọn lọc và sự khác nhau áp suất hơi bảo hòa của các chất tan. Lực tương tác chịu trách nhiệm chính là lực phân bố, cảm ứng, định hướng và tương tác cho nhận, tổng các lực tương tác đó được đặc trưng bởi độ phân cực phân tử.

Khả năng chọn lọc sẽ chi phối độ phân tách giữa các pic và độ cao, độ hẹp của pic thu được. Độ khác nhau của sự chọn lọc cho phép tách các các chất tan có cấu trúc gần giống nhau của một pha tỉnh. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chọn lọc gồm bản chất pha tỉnh, nồng độ pha tỉnh, nhiệt độ cột và việc chọn lựa và sử lý sơ bộ chất mang rắn hoặc chất hấp phụ.


Một số pha tỉnh thông dụng như squalance, polysioxanes polyethylene, glycol. Việc lựa chọn pha tỉnh phụ thuộc vào bản chất của chất phân tích, cột phân cực để tách mẩu phân cực và ngược lại.

6. Các loại detector:a. Detector đo độ dẫn nhiệt

Cấu tạo đơn giản, đáp ứng hầu hết các chất phân tích. Tuy nhiên nó có hạn chế là độ dẫn nhiệt không đủ nhạy để dò tìm các lượng chất phân tích từ các cột mao quản mở có đường kính <0.53 mm.

Độ dẫn nhiệt của một số khí ở 273 o K và 1 atm

Độ dẫn nhiệt là khả năng vận chuyển nhiệt từ vùng nóng sang vùng lạnh. Trong thí nghiệm đo độ dẫn nhiệt, các phân tử khí đập vào sợi đốt sẽ lấy nhiệt của sợi đốt rồi bật ra với động năng lớn hơn. Sớ va chạm sẽ tier lệ với tốc độ mất nhiệt. sự khác nhau về khối lượng phân tử chất dẫn đến sự khác nhau tốc độ chuyển động của các phân tử khí sẽ dẩn đến độ dẫn nhiệt khác nhau. Như vậy độ dẫn nhiệt H2 cao nhất rồi He … người ta hay sữ dụng He làm khí mang vì He có độ dẫn nhiệt lớn (thứ 2 sau H2) và trơ.


Nguyên tắc: Một dòng khí mang để làm khí so sánh đi qua các cầu R1, R2. Khí mang và mẫu sau khi qua cột được dẫn qua S1 và S2. Cả 4 sợi đốt S1,S2,R1,R2 được duy trì ở cùng nhiệt độ, điên trở chúng có cùng giá trị, cầu cân bằng, tín hiệu ra bằng 0. Nếu điện trở S1 và S2 thay đổi do khí mang cuốn theo chất phân tích thì cầu mất cân bằng, xuất hiện tín hiệu. Độ nhạy của detector tỉ lệ nghịch với tốc độ dòng khí, tăng theo sự khác nhiệt độ giữa dây đốt và môi trường xung quanh, tăng theo bình phương cường độ dòng dây.

b. Detector ion hóa ngọn lữa:

Nguyên tắc hoạt động: dựa trên sự biến đổi độ dẫn điện của ngọn lửa được cấu tạo bởi hỗn hợp khí H2 và O2 trong không khí và được đặt trong một điện trường. Khí mang sau khi rời khỏi cột đi qua nguồn ion hóa vào buồng điện cực. Ở đó chúng bị bắn phá bởi các chum hạt e tạo thành các hạt tích điện (ion dương, ion âm, election). Kết quả tạo thành dòng điện đi qua điện trở đo R. Sự rời thế Eo qua điện trở R này sẽ được khuếch đại rồi đưa ra máy ghi. Nếu chỉ có khí mang đi qua 2 bản của điện cực, dòng điện sinh ra gọi là dòng nền, để làm giảm thiểu dòng này người ta dùng một dòng điện bổ chính. Khí mang đem theo các phân tử mẫu, các phân tử này bị ion hóa và dòng điện qua điện cực tăng lên. Các tín hiệu được ghi lại dưới dạng các pic.

ứng dụng: độ nhạy của detector FID cao hơn rất nhiều so với độ nhạy của detector TCD khoảng 100 đến 1000 lần. Tuy nhiên nó không sử dụng thíc hợp với


các hợp chất hữu cớ: CO, CO2, axit formic, formaldehit, NOx, NH3, hợp chất chứa halogen, CS2, H2S, H2O và bản thân các khí cần thiết dùng để hoạt động detector này như H2, N2, He.

c. Detector cộng kết điện tử (ECD)

Nguyên tắc: bộ phận chính trong detector là buồng ion hóa, nơi diễn ra các quá trình ion hóa, bắt giữ electron và tái liên hợp. quá trình ion hóa: từ một nguồn phóng xạ 63Ni được lắp ráp sẳn trong detector phát ra chum tia β với tốc độ khoảng 108, 109 hạt/ giây. Các hạt này sẽ ion hóa phân tử khí mang N2 hoặc 5% metan trong Ar tạo các ion dương của phân tử khí mang và điện tử tự do sơ cấp. So với các điện tử của chum tia β, các điện tử này chậm hơn. Chúng được gia tốc nhờ một điện trường và chuyển dịch về phía anot. Tại đây chúng bị lấy mất điện tích và qua đó tạo ra dòng nền của detector.

Quá trình cộng kết điện tử diễn ra khi các phân tử các chất phân tích với các ái lực electron cao đi vào detector. Chúng bắt một electron dẫn đến detector thay đổi hiệu điện thế giữa anot và catot để duy trì dòng nền không đổi. sự thay dổi này được ghi nhận dưới dạng pic sắc kí trên giấy ghi hoặc bằng computer.

ứng dụng: Detector loại này đặc biệt nhạy với những phân tử hợp chất có khả năng cộng kết với các điện tử tự do trong pha khí như các phân tử chứa halogen, cacbonyl liên hợp, nitril, hợp chất nitro, và hợp chất hydrocacbon, các rượu và xeton.

d. Detector phổ khối

Máy phổ khối là một detector vạn năng cho phân tích định tính và định lượng các chất hữu cơ sắc ký lẫn sắc ký lỏng. Trong phương pháp phổ khối, các phân tử khí ion hóa (thường tạo catrion) được tăng tốc trong một môi trường điện từ và sau đó được tách theo khối lượng của nó. Quá trình ion hóa thường cung cấp đủ năng lượng đến phân tử để phá vỡ nó thành những mảng khác nhau. Một phổ khối là một biểu đồ cho thấy lượng tương đượng đối của mỗi mảnh vỡ tạo ra từ detector phổ khối. Trong sắc ký khí mỗi pic của sắc ký đồ tương ứng với một chất phân tích đã được tách ra được nhận diện với một phổ khối.

e. Máy phổ khối nam châm hình quạt

Nguyên tắc hoạt động với nguồn ion hóa bằng chum electron, các phân tử khí đi vào nguồn ion hóa bằng va chạm electron và bị bắn phá bởi các electron có


năng lượng động học khoảng 70 eV. Năng lượng này đủ lớn để ion hóa các phân tử (M + e M+ + 2e) và phá vỡ thành những mảnh nhỏ hơn. Một hiệu điện thế dương nhỏ ở đĩa đẩy (repeller plate) đẩy những ion hướng về ống phân tích và một thế nhỏ ở các đĩa hội tụ ion (ion focus plate) gia tốc giúp ion có vận tốc cao bị tống khỏi phần đáy của bộ phận này vào đi vào ống phân tích. Ống phân tích (analyser tube) được duy trì ở áp suất chân không cao ( khoảng 10-5 Pa) để các ion chuyển động qua ống không bị lệch hướng bởi những va chạm với các phân tử khí pha động. Các cation di chuyển qua ống phân tích chịu tác động của từ trường đặt vuông góc với hướng di chuyển của chúng. Trường này sẽ hướng các cation về detector đặt ở cuối ống phân tích. Một khe ở detector chỉ cho những ion trong một khoảng giá trị khối lượng nhỏ xác định tiếp cận detector. Các phân tử có khối lượng không phù hợp va phải các thành ống hoặc bị loại bỏ bởi khe thoát ion nên không vươn tới được detector. Tại bộ phận thu ion (ion collector), mỗi catrion đến bị trung hòa bởi một electron. Dòng điện đòi hỏi để trung hòa chùm ion tỉ lệ với số lượng các ion đến bộ phận thu ion này. Phổ khối là một đồ thị cho thấy dòng điện như là một hàm số của số khối được chọn bởi từ trường. Phương pháp ion hóa bởi tương tác electron (electron impact ionization) cho phổ khối có nhiều mảnh vở. Ion phân tử có thể có hàm lượng thấp thậm chí là biến mất. Nếu phân tử lớn, thì việc có quá nhiều mảnh vỡ sẽ làm khó khăn cho quá trình đọc phổ.

Nguyên tắc hoạt động với nguồn ion hóa hóa học: là một kĩ thuật phân tích tinh tế sản sinh ra ít mảnh vỡ hơn. Trong trường hợp này nguồn ion hóa được đổ đầy metan với áp suất 10 pa. Các electron được cung cấp đủ năng lượng để chuển CH4 thành sản phẩm hoạt động

CH4 + e CH4+ + 2e

CH4+ + CH4 CH5

+ + CH3

CH5+ là chất nhường proton khi tương tác với chất phân tích cho MH+,

thường là ion có hàm lượng lớn nhất trong phổ khối ion hóa học metan. CH5

+ + M CH4 + MHf. Máy Phổ khối tứ cựcDùng thay thế cho máy phổ khối sử dụng nam châm hình quạt thường được

ít lựa chọn để ghép nối sắc kí bởi từ trường không đủ nhanh để ghi phổ của những dải hẹp.

7. Lý thuyết về phân tích định tính và định lượng của phương pháp phân tính sắc ký khí:

a. Phân tích định tính:Trong phân tích định tính, hai detector có thể nhận diện các hợp chất là sắc

ký phổ khối và sắc ký hồng ngoại chuyển hóa fourier. Một pic có thể nhận diện bằng cách so sánh phổ của chúng với một thư viện phổ khối đượclưu giữ trong máy tính. Một phương pháp kém tinh tế hơn là nhận diện thời gian lưu của một chất với thời gian lưu của chất đó trong một mẫu đã biết trước ( mẫu chuẩn) trên các cột có độ phân cực khác nhau. Cách đánh tin cậy nhất là so sánh các thời gian lưu trong


cùng một sắc ký đồ thu được bởi các mẫu đã biết trước (mẫu chuẩn) được thêm mẫu cần dò tìm vào trong cùng điều kiện phân tích. Nếu như chất cần dò tìm trùng với chất có trong mẫu chuẩn thì pic của mẫu chuẩn sẽ có diện tích lớn hơn, chiều cao pic cao hơn. Sự nhận diện chỉ ở mức độ thăm dò khi thực hiện trên một cột, nhưng chỉ khẳng định khi thực hiện trên một vài cột trên những loại pha tỉnh khác nhau.

b. phân tích định lượngMột số nguyên nhân gây sai số: chuẩn bị mẫu, tiêm mẫu – khi tiêm chất lỏng

tiêm mẫu ở điều kiện nhiệt độ nếu cao quá sẽ gây phân hủy chất phân tích. Kỹ thuật tiêm mẫu cũng gây sai số. Mẫu bị phân hủy hay hấp phụ: có nhiều trường hợp có sự phân hủy hoặc hấp phụ mẫu trong buồng tiêm, trong cột, trong detector có thể làm cho các pic không đại diện cho lượng của các chất phân tích trong mẫu. Để khắc phục hiện tượng nàu người ta lập đường chuẩn để biết diện tích pic hay chiều cao của pic có tỉ lệ tuyến tính với lượng mẫu đưa vào hay không. Đáp ứng của detector cũng có thể gây sai số vì các detector đáp ứng khác nhau với các hợp chất khác nhau. Vì vậy cần phải biết rõ các hệ số đáp ứng này. Hơn nữa khi thay đổi điều kiện làm việc của thiết bị đáp ứng của detector cũng thay đổi. Trong GC có thể dùng phương pháp nội chuẩn để khắc phục sai số này. Kỹ thuật phân tích: trong GC có nhiều phương pháp để thiết lập liên quan giữa thông tin ghi nhận và hàm


lượng cấu tử: đo chiều cao pic, dùng máy ghi và tích phân, cắt và cân giấy. Các cách này có thể gây sai số riêng trong quá trình xử lý.

b. Các phương pháp phân tích định lượngPhương pháp chuẩn hóa diện tích: đây là phương pháp tính thành phần phần

trăm của mẫu bằng cách đo diện tích từng mẫu trên sắc ký đồ. Theo cách này, đem mẫu phân tích của chất cần quan tâm A cho tổng diện tích các pic %A = (diện tích pic A/ tổng diện tích các pic) *100%. Khi phân tích thành phần có điểm sôi khác nhau của một dãy đồng đẳng, phương pháp này có thể sử dụng để tính tỉ lệ phần trăm khối lượng. phương pháp này chỉ đúng nếu tất cả các chất phân tích đều được rữa giải và đáp ứng detector với mọi cấu tử là giống nhau. Nếu những điều kiện này mà thỏa mãn thì đây là một phương pháp nhanh và hiệu quả.

Phân pháp tính theo hệ số hiệu chỉnh: như đã biết detector đáp ứng khác nhau đối với các chất khác nhau. Vì vậy cần phải tính hệ số hiệu chỉnh. Nhờ hệ số này có thể tính được phần trăm của các cấu tử trong mẫu.

%A= diêntich c ủ a A / F ( A )

di ện tích c ủ a Ai / F( A)Cách xác định hệ số hiệu chỉnh: tiêm dung dịch chuẩ đã biết nồng độ các cấu

tử A,B,C, … vào GC. Sắc kí đồ thu được có các pic phân giải hoàn toàn và diện tích thu được tương ứng là SA, SB, SC, … tương ứng với các mẫu có khối lượng mA, mB, mC…. Chọn một pic làm chuẩn ví dụ A có tỉ lệ SA/ mA được gán giá trị FA=1. Từ tỉ lệ SB/mB, SC/mC … suy ra FB, FC

c. Phương pháp lập đường chuẩn: Lập các đường chuẩn riêng rẽ đối với từng cấu tử trong hỗn hợp cách tiêm

những thể tích bằng nhau của một loạt dung dịch hỗn hợp chất chuẩn có nồng độ khác nhau. Như vậy, mỗi một loạt các nồng độ của các chất chuẩn đã được phân tích và có diện tích đã được xác định. Một đường chuẩn được xuây dựng cho mỗi cấu tử với một trục là nồng độ còn trục kia là diện tích của chúng. Kiểm tra sự đáp ứng tuyến tính của detector. Tiêm cùng thể tích mẫu của cấu tử cần phân tích và chạy sắc ký trong điều kiện như chạy chuẩn. Từ đồ thị và diện tích đo của mẫu phân tích ta xác định được nồng độ của mẫu.

d. Phương pháp nội chuẩnPhương pháp này còn gọi là phương pháp chuẩn hóa tương đối hay gián tiếp.

Để xác định lượng một cấu tử X ta cần phải chọn một chất chuẩn S sao cho: Nếu trộn lẫn X và S ta phải thu được 2 đỉnh riêng biệt trên sắc kí đồ. Pic X và S phải khá gần nhau. Sau đó ta phải pha các hỗn hợp có tỉ lệ trọng lượng của X và S biết trước, chạy sắc ký, đo diện tích các pic, lập tỉ số diện tích các pic tương ứng, cuối cùng lập đường chuẩn tương đối.


Ở đây : Sc/Ss là tỉ lệ thể tích của các cặp cấu tử cần xác định X và chất nội chuẩn, Wc/Ws là tỉ lệ trọng lượng của các cặp cấu tử cần xác định X và chất nội chuẩn.

Khi phân tích mẫu thật, ta cho một lượng biết trước chất nội chuẩn S vào mẫu rồi tiến hành sắc ký hỗn hợp, từ tỉ lệ diện tích đo được, bằng đường chuẩn tương đối vừa xuây dựng ta có thể xác định trọng lượng chất X. Phương pháp này có ưu điểm là: Không cần biết đến đáp ứng của detector, không cần duy trì nghiêm ngặt các điều kiện phân tích sắc kí vì các sai số được loại trừ nhờ cách tính tỉ số.

PHẦN 3: SẮC KÍ LỎNG

1. Các bộ phận của bộ sắc ký lỏng:

Nguyên lý hoạt động: hỗn hợp cần phân tích được hòa tan trong một dung môi thích hợp, tiêm một thể tích chính xác vào bộ phận tiêm mẫu và được mang


vào cột bởi một dòng chảy liên tục của dung môi (pha động) trong đó mẫu được hòa tan. Sự tách diễn ra trong cột có chứa những hạt xốp có diện tích bề mặt lớn (pha tỉnh). Các cấu tử trong mẫu liên tục tương tác với pha tỉnh. Pha động ( còn gọi là chất rữa giải) được bơm qua cột nhồi chặt các hạt sắc ký. Với việc chọn pha động và chọn vật liệu nhồi cột thích hợp, các cẩu tử trong mẫu sẽ di chuyển dọc trên cột với những tốc độ khác nhau, khi những cấu tử lần lượt thoát ra khỏi cột và đi vào detector thich hợp, ở đay tín hiệu được sử lý và chuyển ra ngoài cột sắc kí đồ cho biết sự hiện diện của các cấu tử dưới dạng một pic. Khi đó lượng các cấu tử có trong mẫu được tính toán dựa vào chiều cao hoặc diện tích pic của nó.

a. Bình chứa dung môiBình thủy tinh 1 dm3. Dung môi bơm vào phải không chứa bụi bẩn và các vật

thể lạ khác vì điều này có thể làm ảnh hưởng tới tuổi thọ của bơm hoặc làm kẹt các cột tách. Cần lọc dung môi qua giấy lọc 0.45 μm trước khi sử dụng và để an toàn hơn, đầu ống nhựa trong bình chứa dung môi phải có đầu lọc. cần loại bỏ hoặc đuổi các bọt khí hòa tan trong dung môi bằng cách chạy siêu âm, sục khí trơ như He. Trong phương pháp rữa giải có thể sử dụng một dung môi hay hỗn hợp các dung môi. Tỉ lệ trộn các dung môi phải được lập trình theo lich trình và tỉ lệ cho trước.

b. Áp suất cột táchÁp suất trong cột tách có thể lớn hơn 200 lần áp suất khí quyển. đơn vị sử

dụng là bar, psi,…áp suất cột có thể chịu là 200 bar, cột làm việc trong điều kiện 20 đến 100 bar.

c. Hệ thống bơmChức năng chính của hệ thống bơm là vận chuển pha động đi qua cột tách

với một tốc độ xác định. Có 2 loại bơm được sử dụng là bơm dòng cố định kiểu syringe đẩy liên tục, loại thứ 2 là bơm piston hút đẩy luân phiên.

d. Hệ thống tiêm mẫuPhương pháp tiêm mẫu sử dụng trong sắc ký GC.Phương pháp tiêm mẫu stopped flow.Phương pháp tiêm mẫu vòng mẫu là phương pháp phổ biến nhất hiện nay,

dùng van tiêm mẫu có một vòng mẫu dung tích 5 đến 500 μm. Phương pháp này rất dễ sử dụng, tự động, và độ chính xác khá cao. Mẫu đầu tiên được tiêm bằng xylanh vào vòng mẫu, sau đó chuyển van từ vị trí nạp mẫu đến vị trí tiêm mẫu nối vòng mẫu vào vị trí của dòng chảy pha động.

e. Cột sắc ký lỏng hiệu năng caoCác cột sử dụng trong HPLC được làm từ vật liệu thép không rĩ, với mặt

trong được làm nhẵn, kích thước phổ biến là 6,35 đường kính ngoài, 4,6 mm đường kính trong, chiều dài 25 cm. cột được nhồi các hạt có đường kính 3,4,5,10 μm. Chất nhồi là silicagen có bọc một lớp màng hữu cơ.

2. Các loại detector trong sắc ký LCCó khá nhiều thiết bị được ứng dụng làm detector trong HPLC. Những đặc

trưng quan trọng của detector trong HPLC là: Nhạy, tuyến tính, đáp ứng (respond)


chọn lọc hoặc thông dụng, đáp ứng không bị tác động bởi những thay đổi của các điều kiện thể tích chết thấp, không dễ bị phá hủy, rẻ tiền, đáng tin cậy và dễ sử dụng.

Không có detector nào có thể sở hữu tất cả những đặc trưng trên và chúng không hoàn toàn độc lập với nhau nên cải thiện một đặc tính của nó có thể làm tồi thêm cái kia.

Bất kỳ một detector nào cũng chịu tiếng ồn của thiết bị, chủ yếu là phần điện, độ lớn của nó xác định lượng chất hòa tan nhỏ nhất có thể được dò tìm. Bởi vì khi ta giảm lượng chất phân tích đến một giá trị nào đó thì tín hiệu từ detector sẽ quá nhỏ để có

thể phân biệt nó với tiếng ồn của detector. Độ nhạy của detector thường được xem như nồng độ tạo ra tín hiệu cở như

tín hiệu tạo ra bởi tiếng ồn. Một detector tuyến tính có tín hiệu tỷ lệ thuận với lượng hoặc nồng độ của

chất tan.Khoảng tuyến tính của detector chính là khoảng nồng độ mà sự tuyến tính

này tuân theo. Giới hạn phát hiện cho biết lượng tối thiểu của cấu tử có thể được thấy một

cách đáng tin cậy trên sắc ký đồ. Về mặt thực nghiệm giới hạn dò tìm của một chất là lượng chất đó cho một pic gấp vài lần tiếng ồn của nền (thường 3 lần).

Một detector vạn năng thì nhạy với mọi thứ có trong mẫu ví dụ detector khối phổ, còn một detector chọn lọc thì chỉ nhạy với một vài cấu tử nào đó như detector ECD nhạy với hợp chất chứa halogen.

a. Detector UV-VIS Đây là loại phổ biến nhất trong HPLC. Nguyên tắc của nó là cho pha động

từ cột được chảy qua một ống đo (flowcell) nhỏ có một chùm bức xạ đơn sắc UV/VIS chiếu qua.

Sự hấp thu bức xạ của chất tan là một hàm phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ C của nó theo định luật Lambert-Beer:


D = εlCỞ đây:

- D là đại lượng mật độ quang;- l là chiều dài của cell;- ε là hệ số hấp thu phân tử và là hằng số cho một chất tan và

bước sóng.Đơn vị của ε phụ thuộc vào thứ nguyên của l và C. Trong hê SI thứ nguyên

của C là mol m-3, l là mét nhưng trong thực tế C được đo với mol dm-3 còn l là cm nên ε là dm3 mol-1 cm-1.

Định luật Lambert –Beer chỉ đúng khi chùm sáng bị hấp thu là đơn sắc, nhưng hệ thống detector thường không cung cấp chùm tia đủ đơn sắc mà chỉ một dải hẹp các chùm tia quanh giá trị bước sóng được chọn.

Một ống đo (flow cell) trong UV detector có đường kính trong khoảng 1 mm và chiều dài ánh sáng đi qua khoảng 10 mm, như vậy thể tích chứa khoảng dưới 8 μl

b. Detector chuỗi photodiot Trong detector UV-VIS chùm sáng đa sắc được cho đi qua mẫu sau đó hội tụ

vào khe vào của bộ đơn sắc hóa (monochromator) để tách chùm tia đơn sắc cần đo hướng vào bộ dò tìm.

Mật độ quang của một mẫu được tìm thấy nhờ so sánh giữa cường độ của chùm tia tới bộ dò tìm khi không có mẫu (còn gọi là mẫu trống) với chùm tia đi qua mẫu.

Để đo mật độ quang tại những bước sóng khác nhau, bước sóng được thay đổi nhờ quay chậm lăng kính hoặc bộ cách tử (grating) trong bộ đơn sắc hóa.

Sự hiện diện của bộ phận quay trong thiết bị đã giới thiệu thêm sai số (ví dụ do sự giật lùi cơ học) và việc quay chậm có thể gây tốn thời gian.

Trong detector chuỗi photodiot, chùm tia đa sắc sau khi đi qua mẫu được tán xạ bởi bộ cách tử được cố định rồi rơi vào một chuỗi các photodiot.

Mỗi photodiot đo một dải hẹp các bước sóng trong quang phổ, như vậy nó là bộ thu nhận số liệu song song, nghĩa là tất cả các điểm được đo đồng thời. Hệ thống này có một số thuận lợi như sau:

+ Bởi vì là bộ thu nhận số liệu song song nên việc xử lý và lưu trữ quang phổ có thể được thực hiện trong khoảng 0.5 s so với vài phút trong detector UV.

+ Vì không có bộ phận di chuyển có thể bị làm mài mòn nên những sai số khi thiết lập lại một bước sóng cần chọn được giảm xuống và thiết bị cũng ít đòi hỏi bảo dưỡng mnhư thiết bị khác.

+ Nhờ khả năng thực hiện những phép đo nhiều bước sóng cùng một lúc và tốc độ thu nhận số liệu nên những kỹ thuật lấy trung bình số liệu khác nhau có thể được sử dụng để làm giảm tiếng ồn và tăng độ nhạy.

+ Khi được sử dụng như một detector trong HPLC, mặc dù đắt tiền hơn so với loại UV truyền thống nhưng nó cũng có những ưu điểm đáng kể:


+ Quang phổ của mỗi pic trong sắc ký đồ có thể được lưu giữ và lần lượt so sánh với phổ chuẩn giúp tiện lợi trong việc nhận diện các pic.

+ Bước sóng tối ưu cho việc dò tìm cũng dễ dàng được tìm thấy và những thay đổi của bước sóng trong quá trình dò tìm cũng có thể được chương trình hóa để xảy ra tại những điểm khác nhau trong sắc ký đồ.

+ Nó cũng cung cấp độ nhạy cực đại cho các pic.c. Detector huỳnh quang Nhiều hợp chất có khả năng hấp thụ chùm tia UV rồi sau đó ngay lập tức

phát ra bức xạ có bước sóng dài hơn (huỳnh quang) hoặc sau một sự trễ thời gian (lân quang -phosphorescence). Thường phần năng lượng bị hấp thụ sau đó phát xạ trở lại là tương đối thấp nhưng có một vài hợp chất, phần phát xạ trở lại có thể từ 0.1-1 nên thích hợp cho việc dò tìm huỳnh quang.

Những hợp chất như vậy thường có vòng liên hợp như các hợp chất vòng thơm có nhiều nhân. Nhiều hợp chất không có phổ huỳnh quang có thể chuyển sang các dẫn xuất có phổ này nhờ xử lý với những thuốc thử thích hợp.

d. Detector đo chỉ số khúc xạ Detector (RI) này nhạy với sự khác nhau giữa chỉ số khúc xạ của các chất

rửa giải từ cột với dòng chảy của pha động nguyên chất. Đây là loại detector thông dụng nhất vì bất kỳ chất hòa tan nào cũng có thể

được dò tìm miễn là nó có chỉ số khúc xạ khác với dòng chảy của pha động nguyên chất.Tuy nhiên, loại detector này kém nhạy khoảng 1000 lần so với detector UV.

Mức độ tiếng ồn tốt nhất có thể thu được vào khoảng 10-7 đơn vị chỉ số khúc xạ, điều này tương ứng với nồng độ tương đương tiếng ồn khoảng 10-6 g.cm-3 cho hầu hết các

chất tan. Có nhiều mẫu thiết kế cho detector đo chỉ số khúc xạ, nguyên tắc cơ bản

hoạt động: + Cuvet có hai bình tam giác có thể tích 5 đến 10 microlit trong mỗi bình có

dung môi nguyên chất và dung dịch chất tan chảy vào.+ Chùm sáng khả kiến đã lọc các bức xạ hồng ngoại (có thể làm nóng mẫu)

được chiếu qua cuvet có dung môi nguyên chất chảy qua 2 bình tam giác và được hướng vào ống nhân quang điện nhờ một đĩa deflection.

+ Khi chất tan với chỉ số khúc xạ khác đi vào cuvet, chùm sáng bị lệch làm tín hiệu của ống nhân quang điện thay đổi.

Detector RI không dùng trong sắc kí rửa giải biến đổi nồng độ đều (gradient) vì nó không thể dò tìm chính xác khi thành phần pha động bị thay đổi. RI nhạy với sự thay đổi nhỏ của nhiệt độ và áp suất (0.01oC). Vì có độ nhạy thấp nên nó không được dùng trong phân tích lượng vết. RI cũng có khoảng nồng độ tuyến tính hẹp.


PHẦN 4: QUY TRÌNH THAO TÁC MÁY GC – 14B SHIMADZU

-Bật máy sinh khí N2

-Bật máy GC,CR-6A

-Đặt chương trình nhiệt độ

+Nhiệt độ buồng bơm mẫu 1200 C

+Nhiệt độ detector 2000 C

+Đặt nhiệt đầu và cuối của cột là 800 C( đẳng nhiệt)

+Bật công tắc heater của máy

+Bật máy nén khí ,bật máy sinh khí H2

+Đánh lửa của FID, kiểm tra xem có ngọn lửa không

+Bơm mẫu phân tích, bấm Start ở CR-6A và chờ kết quả. Khi kết thúc mẫu phân tích bấm Stop

-Khi không sử dụng máy thì tắt:

+Tắt CR-6A

+Đặt nồng độ buồng bơm mẫu, detector,cột về 250 C

Tắt công tắc heater của GC-14B

+Tắt máy sinh H2 ,tắt máy nén khí

+Chờ khi t buồng bơm mẫu xuống dưới 1000 C thì tắt máy sinh N2

+Tắt máy GC-14B

Chú ý:

-Không đặt t cột >3000 C , t0detector,injector >3200 C

-t0detector,injector ≥ t0 cột+300 C

-Mẫu không được chứa nước và phải bay hơi được

-Lượng mẫu nên dùng: 0.1-0.2µl (lỏng); 0.5-1 ml


-Rửa kim bơm 15-20 lần(bằng n-hexan) trước và sau khi bơm mẫu

Để xác định được diện tích pic có thể dùng các phương pháp sau:

-Dùng thiết bị đo diện tích

-Tính diện tích tam giác bằng phương pháp thủ công

-Phương pháp cắt sắc đồ và cân trọng lượng

-Dùng tích phân kế điện tử và chương trình máy tính để tính Spic

PHẦN 5: BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

5.1. Chế độ phân tíchNhiệt độ detector : t =2000 CNhiệt độ injector : t=1200 CPhân tích đẳng nhiệt: tcột

=800C 5.2. Số liệu đo được :

Mẫu Tgian lưu spic100% n-hexan 2.508 22067812


100% toluen 5.902 23679610Mẫu 2.588

5.46210803294401558

0.1%toluen 2.745.782

2180322287646

1% toluen 2.7935.897

16460220845138

10% toluen 2.96.173

145377566395758

5.3. Xử lý số liệu.Xây dựng đồ thị S-C (%toluen)


0 20 40 60 80 100 1200

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

f(x) = 224016.333201833 x + 1529984.34531908R² = 0.972570409462303

ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CHUẨN CỦA TOLUEN

Series2Linear (Series2)

NỒNG ĐỘ TOLUEN

DIỆ

N T

ÍCH

PIC

Hình 1 : Đồ thị S-C đầy đủ


0 2 4 6 8 10 120

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

f(x) = 628893.513513514 x + 115941.333333334R² = 0.999221985327464

ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CHUẨN CỦA TOLUEN


% toluen

DIỆ

N T

ÍCH

PIC

Hình 2 : Đồ thị S-C loại bỏ điểm A


0 20 40 60 80 100 1200

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

f(x) = 233453.326053922 x + 336754.245316154R² = 0.999583270021373


% C TOLUEN

DIỆ

N T

ÍCH

PIC

Hình 3 : Đồ thị SC loại bỏ điểm B

Nhận xét : ta thấy đọ tin cây R2 hình 2 < 0,99 . theo phương pháp bình phương nhỏ nhất thì kết quả đường thẳng bình phương nhỏ nhất là không chính xác . Vì vậy ta loại bỏ các giá trị gây sai số cho việc xác dịnh đường chuẩn trung bình.Dựa trên đồ thị ta thấy 2 giá trị có thể là sai số là


A ( 100 ; 23679610) và B (10; 6395758)Trường hợp 1 : loại bỏ giá trị A suy ra R2 = 0.9992Trường hợp 2 : loại bỏ giá trị A suy ra R2 = 0.9996

Ta thấy 2 trường hợp trên có giá trị độ tin cậy đêu lớn hon 0,99 nhưng trường hợp 2 chính xác hơn . vậy :

Y= 233453X + 336754 .Mẫu X có diện tích pic đối với toluen là Y= 4401558 => mẫu có nồng độ

toluen là : X = 17.4% .

5.4. Sai số mắc phải- Do quá trình lấy mẫu bằng tay nên không thể lấy chính xác dược 2

micromet mẫu nên sễ đân đến sai số xác định S pic so với Spic thực tế ứng với nông độ các lần lấy. Vì Spic phụ thuộc vào lượng chất phân tích đi ra tức là phụ thuộc vào nồng độ mẫu phân tích và thể tích mẫu phân tích. Muốn xác định chính xác S pic ứng với thay đổi nông độ điều kiện tiên quyết là Vmẫu =const.

- Sai số mắc phải do quá trình luyện cột không tốt, chưa đẩy hết các chất hấp phụ trong cột từ các lần trước.


Documents

Bai 4 phuong phap phan tich sac ki