Thực hành hóa phân tích dùng cho dược sĩ đại học

222 BÀI 1A: KHẢO SÁT PHỔ UV-VIS CỦA DUNG DỊCH KALI PERMANGANAT TRONG MÔI TRƯỜNG ACID Cơ sở lý thuyết: Kali permanganate có màu tím nên hấp thu vùng ánh sáng nhìn thấy (Vis – 375 – 800nm) - Pha lỗng mẫu KMnO4 đến nồng độ thích hợp (nằm khoảng tuyến tính – nồng độ pha loãng phải pha loãng độ hấp thu - 1) sử dụng chức Scan máy đo quang phổ để quét phổ vùng UV-Vis Nhận xét đỉnh hấp thu cực đại vùng Vis - Đo độ hấp thu dung dịch KMnO4 có nồng độ khác đỉnh cực đại vẽ đường coi chuẩn độ độ hấp thu theo nồng độ - Xác định nồng độ chất cần đo theo hai phương pháp: + Suy nồng độ chất cần đo từ đường biểu diễn + Tính nồng độ chất cần đo theo hệ số hấp thu mol 𝜀 trung bình suy từ hệ số hấp thu mol dung dịch đo theo công thức định luật LamberBeer: 𝐴 = 𝜀 𝐶 𝑙 A: độ hấp thu, l: chiều dày cuvet, C: nồng độ chất hấp thu, 𝜀: hệ số hấp thu mol - Máy quang phổ UV – Vis (THERMO SCIENTIFIC – EVOLUTION 300): máy đo chùm tia (1) Điều kiện ứng dụng định luật Lamber-Beer: - Ánh sáng phải đơn sắc - Dung dịch phải lỗng suốt (khơng tán xạ) - Chất khảo sát phải bền dung dịch bền tác dụng tia UV-Vis (2) Đèn nguồn: - Deuterium đo UV - Tungsten đo Vis 222 (3) Sơ đồ khối máy quang phổ UV-Vis (1) Đèn nguồn (2) Cách tử lăng kính (1200 vạch/mm) (3) Cốc đo (4) Bộ phận phát (5) + (6) Bộ phận khuếch đại máy ghi tín hiệu (4) Cốc đo - Thạch anh sử dụng vùng UV Vis - Thủy tinh plastic: thích hợp cho vùng khả kiến (Vis) (5) Mắt người nhìn thấy màu bổ trợ cho màu hấp thụ (6) Màu tím KMnO4 màu sắc thấy chất màu hấp phụ màu lục – vàng bước sóng 560 – 580nm Lưu ý thực hành: - Bảng 1.1 dung dịch S0 phải lấy buret - Chuẩn bị đo mẫu gồm: mẫu thử, mẫu trắng, khăn giấy, nước cất, cốc rửa Cách đo (1) Máy quang phổ gồm chức (chỉ học 3) - Scan: quét phổ: dùng để xác định độ hấp thu cực đại - Fixed: đo điểm = photo metry - Rate: đo động học: khảo sát thời gian phản ứng xảy hoàn toàn - Quant: xác định đường chuẩn (Excel) (2) Chức Scan: File -> New Application Methods Scan Method: cài đặt tham số Date mode: Absorbance: độ hấp thu 222 T%: độ truyền qua Start wavelength: bước sóng bắt đầu: 400nm Stop wavelength: bước sóng kết thúc 650nm Band width: độ rộng khe phổ: – tách đỉnh (KMnO4 = 2nm) Scan speed: tộ độ 240nm/min Graph High: độ cao trục max = Resuilt Tables:bảng giá trị: Peak Pick -> Set up Sensitivity: Medium -> OK * Bước 1: Baseline đường nền: loại trừ đỉnh mẫu trắng đưa đỉnh đường - Cho mẫu thử (2 mẫu giống nhau) -> Run -> Proceed -> IDLE -> hoàn tất - Bắt đầu cho chất cần xác định độ hấp thụ vào (Rửa cuvet nước cất sau dùng dd cần đo rửa cuvet lần) * Bước 2: Bắt đầu cho mẫu: Run -> Name -> KMnO4 -> Proceed -> Bắt đầu quét phổ Ta thấy 𝑚𝑎𝑥 = 525nm A = 0,1188 * Bước 3: Fixed: Fixed Method Wavelength: 525nm (𝑚𝑎𝑥 ) Baseline: cuvet acid-> Proceed -> IDLE Cho mẫu thử -> Run -> Name -> Proceed Trả lời câu hỏi (1) Khi sử dụng cơng thức Lambert-Beer nồng độ dung dịch phải nồng độ mol Công thức liên quan nồng độ đương lương nồng độ mol: 𝐶𝑀 = 𝐶𝑁 𝑛 Trong CM: nồng độ mol (M mol/l), CN: nồng độ đương lương (N), n: số e trao đổi 222 (2) Chất khảo sát thực tập có màu tím hấp thu khoảng 500 – 600nm Phù hợp với lý thuyết Không thể khảo sát KMnO4 mơi trường trung tính kiềm KMnO4 mơi trường kiềm trung tính Phản ứng xảy nhiều nấc, ổn định, dễ bị phân hủy dẫn đến sai số - Trong môi trường trung tính: 𝑀𝑛7+ + 3𝑒 → 𝑀𝑛4+ (𝑡ạ𝑜 𝑀𝑛𝑂2 𝑚à𝑢 đ𝑒𝑛) - Trong môi trường kiềm: 𝑀𝑛7+ + 𝑒 → 𝑀𝑛6+ (𝑡ạ𝑜 𝑚𝑢ố𝑖 𝐾2 𝑀𝑛𝑂4 𝑚à𝑢 𝑥á𝑚) - Môi trường acid KMnO4 có tính oxi hóa mạnh (3) Mẫu trắng sử dụng thực tập H2SO4 Không thể thay nước cất (4) Mục đích việc pha loãng dung dịch chuẩn – 5: điều kiện định luật Lamber-Beer, xây dựng đường chuẩn, xác định nồng độ (5) Nếu đo độ hấp thu A dung dịch chuẩn (chẳng hạn dung dịch S3) xác định 𝜀 Phải tính hệ số hấp thu mol trung bình dung dịch để tránh sai số (6) Phải đo mẫu trắng để máy loại đỉnh hấp thu mẫu trắng đỉnh KMnO4 xác (7) Mối liên hệ độ hấp thu độ truyền quang 𝐴 = 𝑙𝑜𝑔 𝑇 Tính tốn * Cách 1: - Với dung dịch có nồng độ (chuyển N sang M) đo độ hấp thu -> tính 𝜀 -> tính 𝜀̿ - Đo AX (độ hấp thu dung dịch X) - Áp dụng định luật Lamber-Beer ta có 𝐶𝑋 = 𝐴𝑋 𝜀̅ 𝑙 * Cách 2: Dựa vào số liệu C(M) A ta vẽ đồ thị y = ax + b 222 Trong đó: y độ hấp thu dung dịch KMnO4 bước sóng 525nm, x nồng độ dung dịch KMnO4 cần tìm BÀI 1B: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI VÀ pH ĐẾN SỰ HẤP THU UV CỦA BENZEN VÀ PHENOL Cơ sở lý thuyết: Phổ điện tử đường cong trình bày biến đỏi cường độ hấp thu (A) chất khảo sát theo độ dài sóng () Dạng phổ phụ thuộc vào chất chất khảo sát, môi trường Phổ hấp thụ UV-Vis benzene thể hai dãy hấp thu định danh sau: Chuyển dịch 𝜋 → 𝜋 ∗ Dãy E 202nm 𝜀=7000 M-1cm-1 Dãy B 254nm 𝜀=200 M-1cm-1 Và phổ hấp thụ UV-Vis phenol (benzel gắn nhóm OH vòng thơm) có hiệu ứng chuyển dịch sang đỏ hiệu ứng chuyển dịch sang xanh dãy - Nhóm mang màu(chromophore) nhóm chức chưa no, liên kết đồng hóa trị phân tử gây hấp thụ xạ vùng UV-Vis (>200) - Nhóm trợ màu (auxochrome) nhóm no gắn vào nhóm mang màu làm thay đổi bước sóng lẫn cường độ dải hấp thụ cực đại Thường làm chuyển dịch 𝑚𝑎𝑥 phía dài - Sự chuyển dịch sang đỏ (Red Shift = bathochromic shift) 𝑚𝑎𝑥 chuyển bước sóng ngắn - Sự chuyển dịch sang xanh (blue shift = hypsochromic shift) 𝑚𝑎𝑥 chuyển bước sóng ngắn - Hiệu ứng tăng cường độ thường kèm theo chuyển dịch sang đỏ Hiệu ứng giảm cường độ thường kèm chuyển dịch xanh - Các yếu tổ ảnh hưởng đến độ hấp thụ: + Cấu trúc phân tử 222 + Môi trường: nồng độ, pH, nhiệt độ, dung môi Lưu ý thực hành: - Thứ tự bình bảng 1.2 pha lỗng bình từ 1, bình từ bình 2, bình từ bình 3, bình từ bình bình từ bình Trả lời câu hỏi (1) Phổ đồ UV-Vis từ dung dịch sang dung dịch quan sát thấy có chuyển dịch sang đỏ (bathocrome) hiệu ứng tăng màu (hyperchrome) Benzen/cyclohexan hấp thu khoảng bước sóng 220-270nm phenol/cyclohexan hấp thu bước sóng 220-280nm chuyển dịch bước sóng dài hơn, chứng tỏ có gắn nhóm trợ màu nhóm OH (2) Phổ đồ UV-Vis từ dung dịch sang dung dịch quan sát thấy có chuyển dịch sang đỏ (bathocrome) hiệu ứng tăng màu (hyperchrome) Dung dịch 3: phenol/cyclohexan hấp thu khoảng bước sóng 220-280nm Dung dịch 4: phenol/nước cất hấp thu khoảng bước sóng 220-280nm Dung dịch 5: phenol/ NaOH hấp thu khoảng bước sóng 280-300nm Chứng tỏ chất phenol pha nhiều hệ dung môi khác có đỉnh hấp thu khác (có chất có đỉnh, có chất nhiều đỉnh) Trong mơi trường trung tính kiềm có chuyển dịch bước sóng dài dung mơi hữu (3) Chất liệu cốc đo sửa dụng thực tập thạch anh chất liệu đo vùng UV (4) Phép đo thực tập thực vùng UV (bước sóng 200-375nm) (5) Dung dịch trắng suốt hấp thu vùng UV chủ yếu Dung dịch có màu hấp thu vùng Vis chủ yếu BÀI 2A: ĐỊNH LƯỢNG NITRIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ UV- VIS Cơ sở lý thuyết: 222 - Acid nitro (hay nitrit môi trường aicd) tạo với acid sulfanilic thành hợp chất diazoic hấp thu quang phổ tử ngoại Phản ứng xảy sau: - Trong acid sulfanilic thuốc thử hóa học, Natri nitric chất cần định lượng, HCl làm môi trường, hợp chất diazo chất cần tìm 𝑚𝑎𝑥 - Đây phương pháp định lượng gián tiếp - Đồ thị chế độ Fixed: Độ hấp thu A theo nồng độ CM - Đồ thị chế độ Scan: Độ hấp thu A theo bước sóng  - Đồ thị chế độ Rate: Độ hấp thu A theo thời gian t Lưu ý thực hành: - Nếu đề yêu cầu thực hành hết làm 3.5 trước làm song song với 3.3 - Bảng 2.1: Lấy dung dịch NaNO2 để định đượng dung dịch chuẩn NaNO2 buret Dung dịch acid sulfanilic dung dịch HCl pipet khắc vạch, nước cất dùng bình định mức X định lượng NaNO2 chưa biết nồng độ - Khi tính tốn C x 20 pha lỗng 20 lần Trả lời câu hỏi: (1) Nguyên tắc phản ứng: Acid nitro tạo với acid sulfanilic thành hợp chất diazoic hấp thu quang phổ tử ngoại có nối đơi chất xung quanh có điện tử đo vùng UV-Vis (2) Khi tự pha chế thuốc thử bài, phải tuân theo thứ tự bảng 2.1 HCl thêm vào trước acid silfanilic phần nitrit bị oxy hóa thành nitrat không định lượng 222 (3) Trong phần khảo sát động học phản ứng theo thời gian, khơng cần đo lâp tức mục đích khảo sát thời gian phản ứng xảy hoàn toàn nên độ hấp thu không thay đổi (4) Sử dụng phương pháp Rate để khảo sát thời gian cuối phản ứng nơi phản ứng đạt trạng thái cân (5) Có phương pháp sinh viên sử dụng: Rate, Scan, Fixed (6) Sử dụng bước sóng 270nm bước sóng gần với cực đại hấp thu nhóm chức N=N (7) Khơng dùng cốc đo thủy tinh thủy tinh hấp thu tia UV (8) Dùng bình số để khảo sát bình nồng độ NaNO2 cao bình phản ứng hết bình lại phản ứng hết (9) Ở giai đoạn chọn 𝑠𝑡𝑎𝑟𝑡 𝑣à 𝑒𝑛𝑑 chọn khác với miễn có  = 270nm (10) Phương pháp chuẩn ngoại: phương pháp so sánh chất thử chất chuẩn Áp dụng trường hợp với chất định lượng trực tiếp mà phải định lượng gián tiếp qua chất khác (11) Ở giai đoạn định lượng dung dịch có nồng độ chưa biết phương pháp chuẩn ngoại, sau bổ sung nước cất vừa đủ phải chờ thời gian tmax vừa xác định để phản ứng xảy hồn tồn đo xác khơng sai số (12) Đèn nguồn đo UV Vis máy đo quang phổ UV-Vis: Xenon BÀI 2B: ĐỊNH DANH MỘT SỐ HỢP CHẤT TINH KHIẾT BẰNG QUANG PHỔ HỒNG NGOẠI (IR) Cơ sở lý thuyết: - Năng lượng quay lượng dao động phân tử chủ yếu liên kết khung C-H, C-C liên kết nhóm chức C=O, C-O, C=C, OH, NH,… phân tử hấp thu ánh sáng vùng hồng ngoại Do phổ IR gọi phổ dao động - quay - Phổ hồng ngoại phương pháp chuẩn xác để định tính chất cho vùng “điểm chỉ” phổ không trùng lặp với phổ chất khác Những đặc tính phổ hồng ngoại dùng phép thử hàng đầu để định 222 tính THường phép thử phổ hồng ngoại tự đủ tin cậy không cần thêm phép thử khác (DĐVN IV) - Trong thao tác đo phổ IR, việc chuẩn bị mẫu quan trọng Chuẩn bị mẫu thao đặt mẫu đo vào cốc đo thích hợp không hấp thu vùng ánh sáng hồng ngoại Mẫu đo phổ IR dạng rắn, lỏng hay khí Mỗi dạng mẫu đo cần loại cốc đo (cuvet) riêng chuẩn bị mẫu thích hợp Trong hướng dẫn thao tác chuẩn bị mẫu dạng rắn kỹ thuật tạo viên nén KBr - Trộn mẫu đo với KBr theo tỉ lệ khoảng 1/100 (tính theo mg) cối đá mã não (đá agate, có màu xanh rêu, thành phần SiO2, độ cứng 7) Trả lời câu hỏi: (1) Phổ IR gọi phổ dao động quay kích thích phân tử dao động với xạ vùng IR gần IR bản, phân tử hấp thu vùng cho phổ dao động quay (2) Mục đích thực phổ IR: để định tính, chất cho vùng điểm phổ không trùng lặp với phổ chất khác, dùng để định lượng (3) Các chất dùng làm cốc đo phổ IR: NaCl, KBr, viên nén KBr, cốc đo KBr Sử dụng chất khơng hấp thu vùng IR (4) Tỉ lệ chất khảo sát KBr để ép viên đo phổ IR 1/100 (tính theo mg) (5) Nếu chất khảo sát ẩm khơng sử dép viên nén KBr mơi trường nước có nhóm OH- hấp thu vùng IR làm phổ có đỉnh OH gây nhầm lẫn với chất khác (6) Không sử dụng nước để rửa cốc đo KBr tan nước dùng nước rửa cốc cốc hư (7) Các phận chủ yếu máy FT – IR: Đèn nguồn, giao thoa kế Michelson, mẫu, detector, máy tính, máy ghi máy in (8) Vùng dấu vân tay có số sóng khoảng 1300 – 910 cm-1 (9) Vùng có số sóng lớn 1500 cm-1 vùng nhóm chức (4000 – 1300 cm-1) (10) Đèn nguồn quang phổ IR: Nernst, Globar, Ni-Cr (11) Để chuẩn hóa bước sóng máy quang phổ IR người ta dùng màng film polystyrene 222 (12) Chỉ cần phổ IR đủ để định danh chắn 100% chất khảo sát Dược điển nước thêm kiện: độ chảy, góc quay cực (tùy thuộc vào điều kiện tính chất chất khảo sát), sản phẩm muối phải thử thêm ion đặc hiệu (13) Một chất có nhiều loại phổ UV-Vis Vì chất có cấu trúc tạo vòng thơm nối đơi liên hợp có nhóm trợ màu cho phổ UV-Vis lẫn phổ IR (14) Một chất có cấu trúc đối xứng H2, N2 khơng có phổ IR dao động co dãn chúng đối xứng không làm thay đổi momen lưỡng cực phân tử khơng bị kích thích ánh sáng vùng IR nên không hấp thu vùng IR (15) Chuẩn bị mẫu dạng lỏng: Cốc đo KBr làm cửa sổ với vòng đệm nhựa Teflon bền dung môi Mẫu lỏng nạp vào cốc đo lớp phim mỏng kẹp có bề dày khoảng 0,05mm Có thể hòa tan mẫu lỏng thành dung dịch lỗng với dung môi tuyệt đối khan nước không hấp thu vùng khảo sát (như CCl4, CS2) (16) Phổ IR dùng để biện giải cấu trúc chất khí Mơ tả: Dùng cốc đo KBr có phận hút chân khơng với chiều dài chứa lớp khí 10cm gương phản chiếu bên cốc đo để phản xạ nhiều lần ánh sáng IR qua mẫu (với mục đích gia tăng đường ánh sáng IR qua mẫu khí nồng độ phân tử dạng khí lỗng) (17) Trong phổ IR, có nhóm chức –OH, -C=O xuất đỉnh vùng dấu vân tay thêm đỉnh vùng khác vùng nhóm chức (18) Các chất kết tinh dung môi khác cho phổ IR khác kết tinh nước phổ có đỉnh hấp thu OH, hấp thu dung môi không phân cực cho đỉnh hấp thu khác Cần phải bay hết dung mơi phổ giống (19) Các kiểu dao động quang phổ IR: đối xứng, bất đối xứng, cắt kéo, rock, vẫy, twist BÀI 3: ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI CHẤT MÀU ( PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ UV_VIS) 1) Cho biết cơng thức để tính độ hấp thu trường hợp hỗn hợp có nhiều thành phần 222  Trong trường hợp hỗn hợp có thành phần: độ hấp thu tính theo cơng thức: A1   1X C X l   Y1 CY l A2   X2 C X l   Y2 CY l  Trong đó: A1 A2: độ hấp thu hỗn hợp đo bước sóng λ λ2 λ λ2: bước sóng hấp thu cực đại dung dịch chất X dung dịch chất Y  1X  Y1 : hệ số tắt mol chất X Y λ (được tính theo độ hấp thu mol dung dịch chuẩn có nồng độ biết)  X2  Y2 : hệ số tắt mol chất X Y λ2 ( tính theo độ hấp thu  2)      3) 4) 5) mol dung dịch chuẩn có nồng độ biết) CX CY: nồng độ chất X Y hỗn hợp L: bề dày lớp dung dịch mà ánh sang qua Nếu hỗn hợp có nhiều thành phần áp dụng cơng thức tương tự Nêu điều kiện để áp dụng luật cộng tính độ hấp thu Các chất màu dung dịch phải đáp ứng yêu cầu sau: Phổ hấp thu chất màu X Y chồng lên phần Bước sóng chọn lựa để định lượng phải trùng với cực đại hấp thu chất Sự hấp thu chất riêng biệt phải tn theo định luật Lambert-Beer Khơng có tương tác hóa học chất X Y Trong thực tập trên, phải đo độ hấp thu dung dịch ( dung dịch chứa hỗn hợp đồng thể tích dung dịch dung dịch 2)? Phải đo độ hấp thụ dung dịch để kiểm chứng định luật cơng tính Có thể định lượng chất màu thực tập môi trường kiềm không? Tại sao? Không nên định lượng chất màu thực tập mơi trường kiềm vì: Mn+7 + 3e → Mn+4 (MnO2 màu đen) Mn+7 + 1e → Mn+6 (K2MnO4 màu xanh lục) Cr+6 + 3e → Cr+3 (Cr2O3 màu đỏ) Những hợp chất tạo có màu nên làm sai số kết định lượng Một cách tổng qt, sử dụng luật cơng tính để áp dụng hỗn hợp có 3-5 thành phần khơng? 222 Có thể sử dụng định luật cơng tính để áp dụng hỗn hợp có 3-5 thành phần nhiều thành phần, kết định lượng sai số lớn 6) Ngoài việc xác định thành phần hỗn hợp theo luật cơng tính phép đo quang phổ UV-Vis áp dụng phương pháp để định lượng riêng lẻ thành phần Có thể sử dụng phương pháp quét chồng phổ phương pháp HPLC để định lượng riêng lẻ thành phần BÀI 4: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA PH LÊN QUÁ TRÌNH CHIẾT OXIN 1) Nhận xét thay đổi hiệu suất chiết oxin dung dịch có pH khác mơi trường acid base Có kết luận ảnh hưởng mơi trường acid môi trường base, pH môi trường hiệu suất chiết oxin  Trong môi trường acid: pH giảm hiệu suất chiết oxin tăng  Trong mơi trường base: pH tăng hiệu suất chiết oxin tăng  Hiệu suất chiết oxin môi trường acid cao môi trường base suy chiết oxin môi trường acid hiệu môi trường base pH acid môi trường acid pH kiềm mơi trường kiềm hiệu suất chiết oxin cao 2) Mục tiêu bước gì? Tại phải tính hệ số hấp thu mol trung bình từ dung dịch pha loãng? Chỉ sử dụng ba hệ số hấp thu mol ba dung dịch không?  Mục tiêu bước xác định hệ số hấp thu mol dung dịch oxinat  Phải tính hệ số hấp thu mol trung bình dung dịch vì: q trình thao tác mắc sai số, giá trị lần đo không lặp lại phải đo lần lấy giá trị trung bình để giảm bớt sai số  Có thể sử dụng hệ số hấp thu mol dung dịch mắc sai số lớn dùng hệ số hấp thu mol trung bình 222 Bài 5a: Định lượng hỗn hợp acid H2SO4+ H3PO4 phương pháp chuẩn độ điện Các máy sử dụng bài: máy đo pH (jenway 3510), máy khuấy từ arec (velpscientifica) Nguyên tắc: -H2SO4 acid mạnh có hai nấc phân ly Khi dùng NaOH để chuẩn độ, phản ứng xảy sau: H2SO4 + NaOH →NaHSO4 H2O -NaHSO4 phân ly khơng hồn tồn nên khó xác định điểm tương đương nấc mà phản ứng thường thẳng qua nấc phân ly thứ 2: NaHSO4 + NaOH →Na2SO4 +H2O (2) -Phản ứng (2) có bước nhảy 4-10 -H3PO4 acid trung bình có nấc phân ly phản ứng với NaOH xảy sau: H3PO4 +NaOH →Na2HPO4 + H2O (3) -pH kết thúc phản ứng (3) từ 4.1-5.2 (chỉ thị bromocresol, methyl da cam, đỏ methyl) NaH2PO4 +NaOH →Na2HPO4 +H2O (4) -pH kết thúc phản ứng (4) từ 9.2-10 (chỉ thị phenolphtalein) Na2HPO4 +NaOH →Na3PO4 +H2O (5) -Phản ứng (5) khơng có bước nhảy mơi trường nước HPO4- acid yếu khơng thể tính acid mơi trường nước -Khi chuẩn độ hỗn hợp acid H2SO4+ H3PO4 dung dịch chuẩn NaOH 0.1 N nhìn mắt thường khó thấy xác chuyển màu thị điểm tương đương nấc acid Do vậy, người ta dùng máy đo điện để theo dõi biến đổi (hay biến đổi pH) ghi nhận nấc phân ly acid -Dùng điện cực kép gồm điện cực thị điện cực thủy tinh (có thay đổi phụ thuộc vào nồng độ) điện cực so sánh (có khơng thay đổi) điện cực Calomel 222 -Điểm tương đương xác định điểm uốn đường cong chuẩn độ pH theo V(ml) NaOH nhỏ xuống điểm cực đại đường đạo hàm bậc ∆pH/∆V theo V(ml) p.s: chỉnh Tiến hành: Cho cá từ vào becher cạnh thành bình, khơng chạm vào điện cực, chỉnh tốc độ khuấy cho không tạo bọt Tính tốn Hàm lượng g/l acid hỗn hợp tính theo cơng thức 𝑃 (2𝑉1 − 𝑉2 )𝑥𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥𝐸𝐻2 𝑆𝑂4 𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 𝑙 𝑉ℎỗ𝑛 ℎợ𝑝 3(𝑉2 − 𝑉1 )𝑥𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑥𝐸𝐻3 𝑃𝑂4 𝑔 𝑃 𝐻3 𝑃𝑂4 = 𝑙 𝑉ℎỗ𝑛 ℎợ𝑝 Trong đó: E H2SO4=49 E H3PO4= 32.7 V1: thể tích NaOH nhỏ xuống phản ứng với toàn H2SO4 1/3 lượng H3PO4 (ứng với điểm uốn thứ nhất) V2: thể tích NaOH nhỏ xuống phản ứng với toàn H2SO4 2/3 lượng H3PO4 (ứng với điểm uốn thứ 2) 𝐻2 𝑆𝑂4 + 2𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 2𝐻2 𝑂 𝐻3 𝑃𝑂4 + 3𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝑁𝑎3 𝑃𝑂4 + 3𝐻2 𝑂 Gọi Va thể tích NaOH nhỏ xuống phản ứng với 𝐻2 𝑆𝑂4 Gọi Vb thể tích NaOH nhỏ xuống phản ứng với 𝐻3 𝑃𝑂4 222 2𝑉1 = 2𝑉𝑎 + 𝑉𝑏 { 𝑉1 = 𝑉𝑎 + 𝑉𝑏 𝑉2 = 𝑉𝑎 + 𝑉𝑏 → { 2𝑉1 − 𝑉2 = 𝑉𝑎 Ta có: { → 3(𝑉2 − 𝑉1 ) = 𝑉𝑏 𝑉2 = 𝑉𝑎 + 𝑉𝑏 3𝑉 = 3𝑉 + 𝑉𝑏 𝑎 { { 3𝑉2 = 3𝑉𝑎 + 2𝑉𝑏 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑀 = 𝐶𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑉𝑎 ∗ 𝐸𝐻2𝑆𝑂4 = (2𝑉1 − 𝑉2 ) ∗ 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝐸𝐻2 𝑆𝑂4 𝑚𝐻2 𝑆𝑂4 = 𝑛𝐻2 𝑆𝑂4 ∗ 𝑀 = (2𝑉1 − 𝑉2 ) ∗ 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝐸𝐻2 𝑆𝑂4 𝑔 𝑝 ( ) 𝐻2 𝑆𝑂4 = 𝑙 𝑉ℎỗ𝑛 ℎợ𝑝 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑀 = 𝐶𝑀𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑉𝑏 ∗ 𝐸𝐻3𝑃𝑂4 = 3(𝑉2 − 𝑉1 ) ∗ 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝐸𝐻3 𝑃𝑂4 𝑚𝐻3 𝑃𝑂4 = 𝑛𝐻3 𝑃𝑂4 ∗ 𝑀 = 3(𝑉2 − 𝑉1 ) ∗ 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝐸𝐻3 𝑃𝑂4 𝑔 𝑝 ( ) 𝐻3 𝑃𝑂4 = 𝑙 𝑉ℎỗ𝑛 ℎợ𝑝 Câu hỏi: Có điểm khác biệt xác định điểm tương đương chuẩn độ thể tích mắt thường máy đo bước nhảy pH? Nêu ưu khuyết điểm hai phương pháp Khi xác định điểm tương đương chuẩn độ mắt thường phải có chất thị xác định điểm tương đương, chuẩn độ máy đo pH khơng dùng thị xác định điểm tương đương dựa vào thay đổi  Chuẩn độ mắt thường -Quá trình xác định mắt -Hạn chế dung dịch có màu -Ngưỡng sai số lớn -Chỉ áp dụng hàm lượng chất lớn -Chịu ảnh hưởng môi trường xung quanh  Chuẩn độ máy đo bước nhảy pH 222 -Ưu: +Độ nhạy cao lên tới vài ppm +Chuẩn độ dung dịch có màu, đục +Chuẩn độ trường hợp khơng có chất thị +Có thể chuẩn độ riêng phần hỗn hợp nhiều thành phần +Tránh sai số chủ quan tự động hóa +An tồn -Nhược: +Khá tốn Nhận xét đến bước nhảy pH: -Khi đến bước nhảy pH độ biến thiên thay đổi cách đột ngột thời điểm sát trước sát sau điểm tương đương nhờ mà biết thể tích chuẩn độ -Khơng thể xác định điểm tương đương vẽ đường biểu diễn pH theo thể tích chuẩn độ (V) mà phải theo đường biểu diễn ∆pH/∆V theo 𝑉 Bài 5b: Định lượng methionin môi trường khan phương pháp chuẩn độ điện Các máy sử dụng bài: máy chuẩn độ điện (Mettler toledo g20) Nguyên tắc Methionin base yếu định lượng môi trường acid acetic dung dịch acid perclorid 0.1 N acid acetic băng Phát điểm tương đương bước nhảy sử dụng thị tím tinh thể Xử lý điện cực: điện cực thủy tinh (điện cực thị) điện cực calomel ( điện cực so sánh) ln nhúng chìm vào nước cất không sử dụng lau chúng thật khô trước đặt vào môi trường khan Chú ý: không ngâm điện cực môi trường acid acetic băng lâu 20’ lần 222 Thực chuẩn độ môi trường khan nhanh tốt Sau lần chuẩn độ, rửa điện cực nước cất, nhúng chìm nước cất cho cá từ quay 20’ trước chuẩn độ tiếp môi trường khan Nguyên tắc chuẩn độ phép đo điện thế: dựa việc đo biến thiên trình chuẩn độ Điểm kết thúc xác định thay đổi đột ngột điện hỗn hợp dung dịch chuẩn độ nhờ mà biết thể tích chuẩn độ Cần chọn điện cực thích hợp với phản ứng chuẩn độ Tiêu chuẩn phản ứng chuẩn độ áp dụng chuẩn độ thế: -Có tốc độ đủ lớn khơng có phản ứng phụ Phản ứng xảy hợp thức theo chiều xác định -Có điện cực thị thích hợp (có phản ứng điện hóa với cấu tử có phản ứng chuẩn độ) -Chuẩn độ đo có loại chuẩn độ đo khơng dòng (i=0) chuẩn độ có dòng khơng đổi (i≠0 i=const) Nguyên tắc chuẩn độ môi trường khan: chuẩn độ mơi trường khan dựa phản ứng trung hòa acid base Phương pháo chủ yếu dùng để định lượng acid, base yếu Sử dụng dung môi khan hay gọi dung mơi khơng nước Tại không ngâm điện cực môi trường acid acetic băng lâu 20’ lần? Tại phải thực môi trường khan nhanh tốt? Câu hỏi: Dung dịch chứa điện cực LiCl2/Ethanol Khi chất acid yếu hay base yếu cần định lượng môi trường khan Cách xử lý điện cực calomel-thủy tinh chuẩn độ môi trường khan: điện cực thủy tinh (điện cực thị) điện cực calomel (điện cực so sánh) nhúng chìm vào nước cất khơng sử dụng, lau chúng thật khô trước đặt vào môi trường khan 222  Khác so với điện cực môi trường nước là: điện cực phải lau thật khô trước đặt vào môi trường khan Acid thường sử dụng làm chất chuẩn độ môi trường khan acid percloric, để tăng tính base người ta dùng dung môi để pha acid acetic băng Base thường sử dụng làm chất chuẩn độ môi trường khan KOH alcol( thường dùng methanol), dung mơi thường chọn dung mơi có tính base để tăng tính acid chất phân tích pyridin, dimetylformamid (DMFA) Cơng thức tính hàm lượng methionin: Ta có: 1ml dung dịch acid percloric 0.1 N tương đương với 14,92 mg methionin (C15H11NO2S) V ml dung dịch acid perclorid 0.1N tương đương với 𝑉𝑥14,92 mg methionin Bài 6a: Xác định độ phân giải hiệu lực mỏng sắc ký lớp mỏng Sử dụng mỏng Silicagel F254(Merck) 5cm x10 cm Cơ sở lý thuyết: Sắc ký lớp mỏng phương pháp sắc ký dùng chất hấp phụ làm pha tĩnh trải thành lớp mỏng kính, nhựa hay kim loại Q trình tách hợp chất xảy cho pha động dung môi di chuyển qua pha rắn Do SKLM thuộc loại sắc ký lỏng-rắn theo hấp phụ phân bố Nhờ tốc độ di chuyển khác pha tĩnh rắn, thành phần mẫu tách riêng biệt thành dải, làm sở phân tích định tính định lượng Về mặt lý thuyết ứng dụng, SKLM sắc ký lỏng cột giống Vì SKLM dùng để tìm điều kiện tối ưu cho tách sắc ký lỏng cột Lý thuyết TLC: Sắc ký lớp mỏng thuộc sắc ký lỏng Chất làm pha tĩnh cần có đặc tính nở rộng theo chiều dọc chiều ngang 222 Silicagel: tính hấp phụ silicagel nhóm OH bề mặt định Triển khai sắc ký Đặt mỏng vào bình khai triển, vết chấm phải nằm mức dung mơi bình Đậy bình lại triển khai dung mơi đến vạch tiền tuyến (cách mép 0.5 or 0.2 cm), lấy mỏng khỏi bình đánh dấu đường dung môi Làm khô mỏng nhiệt độ phòng tủ Hood Dùng bút chì khoanh viền vết dung dịch sắc ký đồ Khi chấm dung dịch, ống mao quản cầm thẳng đứng, chạm nhẹ, lấy ngay, tay không chạm vào mỏng Tính tốn kết quả: Với vết sắc ký (Rf: hệ số lưu giữ: retardation factor) 0≤Rf ≤1 𝑅𝑓 = 𝑑𝑟 𝑑𝑚 W= ⌀ 𝑑𝑚 Dr,dm: quãng đường di chuyển chất cần tách dung môi ⌀:đường kính vết Độ phân giải (resolution) Rs 𝑅𝑠 = 2|𝑅𝑓2 − 𝑅𝑓1| 2|𝑑𝑟2 − 𝑑𝑟1| 𝑑𝑚 2|𝑑𝑟2 − 𝑑𝑟1| = 𝑥 = 𝑊2 + 𝑊1 𝑑𝑚 ⌀2 + ⌀1 ⌀2 + ⌀1 Rs=0.75: pic không tách tốt, xen phủ nhiều Rs=1.0 : pic tách tốt, xen phủ 4% Rs≥1.5: pic tách hoàn toàn Số đĩa lý thuyết (number of theoretical plate): 𝑅𝑓 𝑑𝑟 𝑁𝑒𝑓𝑓 = 16 ( ) = 16 ( ) 𝑊 ⌀ Chiều cao tương đương đĩa lý thuyết (height equivalent to a theoretical plate): HETP= 𝑑𝑚 𝑁𝑒𝑓𝑓 222 Trả lời câu hỏi: Các yếu tố ảnh hưởng đến Rf -Chất lượng hoạt tính chất hấp phụ -Chiều dày lớp mỏng, quãng đường sắc ký, lượng chất chấm -Vị trí số lượng chất cần tách mỏng -Thành phần độ tinh khiết pha động -Phương pháp khai triển sắc ký -Độ bão hòa dung mơi bình sắc ký -Ảnh hưởng cấu tử khác có thành phần hỗn hợp cần tách -Độ ẩm, nhiệt độ pH Khi tách hỗn hợp từ chất trở lên TLC, cần phải xác định thông số Rs (độ phân giải) Các yếu tố ảnh huởng đến hiệu lực mỏng -Số đĩa lý thuyết -Chiều cao đĩa lý thuyết Bài 6b: ĐỊNH LƯỢNG NA+ VÀ CL- BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ CỘT TRAO ĐỔI ION Nguyên tắc: Định lượng cation Na+ dung dịch NaCl Ion Natri trao đổi nhựa cationit theo phản ứng: RH + Na+ →RNa +H+ Các proton H+được phóng thích sau trao đổi rửa giải định lượng dung dịch chuẩn độ NaOH 0.1 N với thị phenolphtalein Định lượng anion Cl- dung dịch NaCl Ion clorid trao đổi nhựa anionit theo phản ứng: ROH- + Cl- →RCl +OH- 222 Các ion hydroxy OH- phóng thích sau trao đổi rửa giải định lượng dung dịch chuẩn độ HCl 0.1N với thị methyl da cam Trả lời câu hỏi: Các loại nhựa dùng để thực việc traod dổi ion bài: nhựa cationit C-100: kích thước hạt: 0.3-1.2 mm,, khoảng pH làm việc : 6-10 nhựa anionit A-400: Vài loại nhựa thương mại bán thị trường: PE (polyethylen), PP (polypropylen), PVC (polyvinylchloride) , PC (polycarbonat), PET (polyethylene terephthalate) Các bước tiến hành thực trao đổi ion qua cột -Chuẩn bị nhựa: ngâm nhựa để nhựa trương phồng -Cho miếng bơng gòn mỏng vào đáy cột (dùng buret làm cột) đổ nước cất vào cột đến 1/3 thể tích cột Cho nhựa vào cột Chiều cao nhựa cột khoảng 15cm -Đổ nước cất chảy qua nhựa cho nhựa luôn ngâm nước khơng có bọt khí lẫn vào nhựa -Lấy HCl hay NaOH cho từ từ vào cột để tái sinh nhựa -Mở khóa buret,điều chỉnh cho lưu lượng dịch chảy khoảng 20-30 giọt/phút Khi toàn dung dịch HCl hay NaOH ngang qua cột, rửa cột nước cất (20-30 giọt/phút) Rửa cột nước rửa trung tính, pH=6-7 với giấy thử pH -Lúc nhựa sẵn sàng để sử dụng phải ln nhúng chìm nướcc cẩ Mực nước cất luôn cao mặt nhựa khoảng 1cm -Trao đổi ion -Cho vào cột xác lượng dung dịch NaCl cần định lượng Na+ hay Cl-Chỉnh lưu lượng khoảng 20-30 giọt/ phút, hứng dịch để định lượng vào bình nón -Rửa cột nước cất, điều chỉnh lưu lượng 20-30 giọt/ phút, hứng dịch rửa vào bình nón nói Rửa cột dịch rửa có pH= 6-7 với giấy thử pH 222 Mục đích cho HCl 4N NaOH 2N qua nhựa giai đoạn chuẩn bị: hoạt hóa nhựa Trong giai đoạn trao đổi ion, tốc độ chảy 20-30 giọt/ phút không cần giữ thật Nếu chảy chậm tốn nhiều thời gian, chảy nhanh khó trao đổi ion Trong giai đoạn này, nước rửa khơng trung tính gây nên sai số định lượng Khi nước chảy nước chảy nhanh không kịp trao đổi ion Cách xử lý trường hợp thực trao đổi ion qua nhựa mà để quên cho chảy nước hết: Khuấy nhựa nhồi cột lại Khi thực trao đổi ion, khơng thể dùng nước máy để rửa nhựa Vì nước máy có nhiều cation anion lạ Ứng dụng thực tế sắc ký trao đổi ion qua cột: tạo nước khử khoáng, bào chế dạng thuốc tiêm truyền Bài 7: ĐỊNH LƯỢNG ĐỒNG THỜI PARACETAMOL VÀ CAFEIN TRONG CHẾ PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ LỎNG HIỆU NĂNG CAO Cơ sở lý thuyết: Hỗn hợp paracetamol cafein dược phẩm sau chiết tách định lượng phương pháp HPLC với đầu dò dãy diod quang (photo-diod-array detector) cấu trúc hai dược chất có nối đơi liên hợp nhóm mang màu Điều kiện sắc ký: -Pha động: nước-methanol-acid acetic băng (69:28:3) -Cột sắc ký: cột pha đảo C18 -Đầu dò DAD:bước sóng phát 273 nm -Tốc độ dòng: 1ml/min -Thể tích tiêm mẫu: 10µl -Nhiệt độ cột: 45 ± 10 C Thiết bị: 222 -Hệ thống sắc ký lỏng hiệu cao Aligent 1260 Infinity LC -Cột sắc ký: cột pha đảo C18, chiều dài 25cm, đường kính 4.6 mm, đường kính hạt pha tĩnh µm -Màng lọc RC (regenerated cellulose) 0.45 µm -Hệ thống lọc pha động áp suất giảm -Pha động: acid acetic băng: tăng độ phân cực, tương tự với acetonitril Kiểu rửa giải pha động thực tập thuộc loại đẳng dòng (isocratic) Dung môi sử dụng để triển khai HPLC thuộc loại dung mơi sử dụng cho HPLC Có thể sử dụng dung môi để chiết xuất ( nhược: giá thành cao) Không thể dùng dung môi chiết xuất thơng thường để chuẩn bị pha động HPLC dung môi thường chứa nhiều tạp, ảnh hưởng đến kết sắc ký Nước cất lần sử dụng cho HPLC sử dụng ngày, ngày vi khuẩn phát triển tạo độ nhớt cho nước cất dẫn đến k sử dụng Đầu dò thực tập thuộc loại DAD -Ưu: độ tin cậy cao, sử dụng triển khai dung môi theo kiểu gradient, không hủy hoại mẫu thử, tương đối nhạy đặc hiệu, phát nhiều bước sóng khác nhau, tiện cho việc nghiên cứu -Nhược: giá thành đắt Cần ý đến hệ số phân giải Rs (resolution) (là đại lượng đo mức độ tách chất cột sắc ký) định lượng đồng thời chất trở lên HPLC Bộ phận chứa mẫu HPLC Vial Tính tốn kết Hàm lượng (mg) hoạt chất có viên tính theo cơng thức: 222 𝑆𝑡 𝑃 𝑋 = 𝑥 𝑥 độ 𝑝ℎ𝑎 𝑙𝑜ã𝑛𝑔 𝑥 𝐶 𝑆𝑐 𝑚 St: diện tích pic trung bình hoạt chất dung dịch mẫu thử Sc: diện tích pic trung bình hoạt chất dung dịch mẫu chuẩn P: khối lượng trung bình viên (mg) m: khối lượng bột thuốc cân (mg) C: nồng độ hoạt chất có dung dịch mẫu chuẩn (µg/ml) ... bước tiến hành thực trao đổi ion qua cột -Chuẩn bị nhựa: ngâm nhựa để nhựa trương phồng -Cho miếng bơng gòn mỏng vào đáy cột (dùng buret làm cột) đổ nước cất vào cột đến 1/3 thể tích cột Cho nhựa... NaOH nhỏ xuống điểm cực đại đường đạo hàm bậc ∆pH/∆V theo V(ml) p.s: chỉnh Tiến hành: Cho cá từ vào becher cạnh thành bình, khơng chạm vào điện cực, chỉnh tốc độ khuấy cho khơng tạo bọt Tính tốn... xảy cho pha động dung mơi di chuyển qua pha rắn Do SKLM thuộc loại sắc ký lỏng-rắn theo hấp phụ phân bố Nhờ tốc độ di chuyển khác pha tĩnh rắn, thành phần mẫu tách riêng biệt thành dải, làm sở phân