CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ GVGD: T.S. NGUYỄN VĂN TRỌNG ĐTDĐ: 0903-543-882 EMAIL: trongphantich@yahoo.com MÔN HỌC: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ 12/04/15 12/04/15 Các đại lượng cơ bản trong sắc ký và động học của quá trình sắc ký 1.1 1.2 1.3 1.4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ Định nghĩa, phân loại các phương pháp sắc ký Lịch sử ra đời và phát triển của phương pháp sắc ký Sắc ký hấp phụ 1.5 Sắc ký phân bố 1.6 Phân tích định tính và định lượng trong sắc ký 3 12/04/15 1.1. Lịch sử ra đời và phát triển của phương pháp sắc ký Nhà khoa học đầu tiên đã ghi nhận phương pháp sắc ký như là một phương pháp tách có hiệu năng cao là nhà thực vật học người Nga Mikhail Tswett (Mikhail Semyonovich Tswett), ông là người đã sử dụng phương pháp sắc ký lỏng – rắn để tách một số sắc tố của cây khi ông đang nghiên cứu về cholorophyll. Năm 1952 Archer John Porter Martin và Richard Laurence Millington Synge được trao giải Nobel hoá học cho phát minh của họ về sắc ký phân bố. 4 12/04/15 Thí nghiệm tách sắc tố ở lá cây 5 12/04/15 Thí nghiệm tách sudan và các hợp chất màu thực phẩm bằng TLC 6 12/04/15 Định nghĩa Sắc ký là một phương pháp tách dựa trên sự phân bố khác nhau của chất cần phân tích giữa pha động và pha tĩnh từ đó tách các thành phần trong hỗn hợp. Thành phần trong hỗn hợp có thể bị giữ lại với pha tĩnh do điện tích, mối quan hệ của dung dịch hay do hấp phụ. Hay một cách khác sắc ký là quá trình tách liên tục từng vi phân hỗn hợp các chất do sự phân bố không đồng đều của chúng giữa pha tĩnh và pha động khi cho pha động di chuyển qua pha tĩnh. 1.2. Định nghĩa, phân loại và hình dạng sắc ký đồ 7 12/04/15 Phân loại theo cơ chế của quá trình tách a. Sắc ký hấp phụ (absorption chromatography) b. Sắc ký phân bố (distribution chromatography) c. Sắc ký trao đổi ion (ion exchange chromatography) d. Sắc ký rây phân tử (molecular sieve chromatography) 8 12/04/15 Phân loại theo tính chất của pha động a. Sắc ký khí (gas chromatography) Pha động là khí b. Sắc ký lỏng (liquid chromatography) Pha động là chất lỏng c. Sắc ký khí lỏng (gas – liquid chromatography) Pha động là khí Pha tĩnh là chất lỏng 9 12/04/15 Hình dạng sắc đồ Quá trình tách sắc ký làm cho các cấu tử được tách thành các vùng riêng biệt có màu hoặc không màu trên cột hoặc trên mặt phẳng. Những vùng riêng biệt đó gọi là sắc đồ. Dựa vào sắc đồ ta có thể suy đoán sự hiện diện của các cấu tử trong dung dịch phân tích 10 12/04/15 Sắc phổ Trong quá trình tách bằng sắc ký, nếu bằng một cách nào đó ta có thể ghi được sự phân bố nồng độ các cấu tử dọc theo cột hoặc trên mặt phẳng, ta thu được một đường cong gọi là sắc phổ. Sắc đồ và sắc phổ trong sắc ký cột [...].. .Sắc ký đồ Đường biểu diễn sự phụ thuộc của nồng độ chất đi ra khỏi cột sắc ký theo thể tích dung môi rửa giải hoặc thời gian rửa giải được gọi là sắc ký đồ Sắc ký đồ vi phân và sắc ký đồ tích phân 11 12/04/15 1.3 Các đại lượng đặc trưng cơ bản trong sắc ký  Peak sắc ký  Thời gian lưu, thể tích lưu  Hệ số phân bố, hệ số chứa  Thuyết đĩa về tách sắc ký  Độ chọn lọc α  Hệ số phân giải... lớn 19 12/04/15 Pha động có năng suất rửa giải nhỏ Thuyết đĩa về tách sắc ký Đĩa lý thuyết là một lát mỏng của cột sắc ký (gồm từ 2 – 3 lớp hạt) Trong mỗi một đĩa thiết lập một cân bằng giữa các pha tĩnh và pha động 20 12/04/15 ĐĨA LÝ THUYẾT  t L  tR  N = = 16  = 5,55 R w H  1 w  2 2 21 12/04/15      2 Tại sao có sự mở rộng mũi sắc ký? a Khuếch tán xoáy - Eddy diffusion b Truyền khối... một quá trình làm tăng bề rộng của mũi sắc ký mà nguyên nhân là do sự hiện diện của các dòng chảy khác nhau bên trong cột Những phân tử chất tan nằm ở giữa dòng chảy sẽ có khuynh hướng di chuyển nhanh hơn các phân tử nằm ở phía bìa ngoài do đó dẫn đến độ rộng của mũi sắc ký Độ rộng của mũi sắc ký do khếch tán xoáy và truyền khối pha động phụ thuộc chủ yếu vào 2 yếu tố: 1) Kích thước của vật liệu nhồi... động và chất tan 30 12/04/15 Hệ số phân giải RS Ý nghĩa của hệ số phân giải - Hệ số phân giải là một đại lượng dùng để đánh giá hai peak liên tiếp có thể tách được hay không Để tăng RS có thể tăng ∆tR hoặc giảm W2 và W1 - Để tách được thì RS > 1 Để phân tích định lượng chính xác thì các mũi sắc ký phải tách xa nhau hoàn toàn Do đó cần chọn điều kiện sao cho R S của các cặp phải thoả mãn RS > 1,5 thì phân. .. mũi sắc ký do sự hiện diện của nhiều dòng chảy trong cột nhồi Khí các phân tử chất tan đi qua cột, một số phân tử sẽ kết thúc sớm hơn các phân tử còn lại, điều đó đơn giản là do các phân tử di chuyển theo hướng khác nhau dẫn đến chúng về đích với thời gian khác nhau Đường dài hơn sẽ hướng đến điểm cuối của cột lâu hơn 23 12/04/15 b.) Truyền khối pha động – là một quá trình làm tăng bề rộng của mũi sắc. .. trong và bên ngoài hốc của chất nền (pores of the support) Từ một chất tan không di chuyển quanh co trong cột mà nó bị lưu giữ lại trong hốc và sau đó được đấy ra chúng sẽ tốn nhiều thời gian ở trong cột hơn so với phân tử chất tan khác Độ rộng của mũi sắc ký do sự truyền khối ứ đọng phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau: 1) kích thước, hình dạng và cấu trúc hốc của vật liệu nhồi 2) sự khuếch tán và lưu... cần thay đổi: – – – – Thành phần pha động Độ phân cực của pha động Bản chất pha tĩnh Nhiệt độ 12/04/1519 October 2006 Hệ số chọn lọc α α: phụ thuộc pha tĩnh, pha động và bản chất chất tan, và được dùng để đánh giá 2 chất (1) và (2) có tách được không - Khi α = 1 ⇒ K2 = K1, K’2 = K’1 ⇒ tR2 = tR1: 2 chất phân tích vào cùng lúc, ra cùng lúc nghĩa là cột sắc ký đó không có tính chọn lọc đối với 2 chất -... đĩa về tách sắc ký  Độ chọn lọc α  Hệ số phân giải 12 12/04/15 Peak sắc ký   H Điểm O ứng với thời điểm đưa mẫu vào Điểm O’ ứng với thời điểm xuất hiện của chất lý tưởng, nghĩa là không bị hấp phụ lên cột  F  Khoảng cách GH gọi là chiều cao peak  E Đường OB là đường nền Khoảng cách AB gọi là chiều rộng peak ở chân  Khoảng cách EF gọi là chiều rộng ở giữa chiều cao 13 12/04/15 Thời gian lưu,... 2) sự khuếch tán và lưu giữ của chất tan 3) tốc độ dòng chảy của chất tan thông qua cột 25 12/04/15 e.) Khuếch tán dọc – Sự mở rộng mũi sắc ký do khuếch tán của chất tan dọc theo chiều dài của cột theo pha động Độ mở rộng của mũi sắc ký do khuếch tán dọc phụ thuộc vào các yếu tố: 1) khuếch tán của chất tan 2) tốc độ dòng của chất tan thông qua cột 26 12/04/15 How can band broadening be reduced? (and... 12/04/15 Các yếu tố ảnh hưởng lên số đĩa lý thuyết N = 16R Ảnh hưởng của α đến N: 2 S α ( α-1) 2 2  1+K   ÷ '  K2  ' 2 2  Với 1 giá trị RS, N cần thiết càng nhỏ, ảnh hưởng của α càng mạnh  Ảnh hưởng của α rất mạnh khi α ∼1  α tăng, khoảng cách 2 peak tăng Để thay đổi α ta có thể thay đổi:  thành phần pha động  độ phân cực của của pha động  bản chất pha tĩnh  nhiệt độ 34 12/04/15 Các yếu . VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ Định nghĩa, phân loại các phương pháp sắc ký Lịch sử ra đời và phát triển của phương pháp sắc ký Sắc ký hấp phụ 1.5 Sắc. MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ VÀ PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ GVGD: T.S. NGUYỄN VĂN TRỌNG ĐTDĐ:. HỌC: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ 12/04/15 12/04/15 Các đại lượng cơ bản trong sắc ký và động học của quá trình sắc ký 1.1 1.2 1.3 1.4 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHUNG