BAI 3 DAI CUONG VE SAC KY

ĐẠI CƯƠNG VỀ SẮC KÝ Th.s Nguyễn Thị Cúc Nội dung Phương pháp sắc ký Phân loại Các đại lượng đặc trưng sắc ký Lý thuyết sắc ký Ứng Dụng PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ - Phương pháp sắc ký nhà bác học người Nga Mikhail Tewett ( 1872-1919) phát minh vào năm 1903 - Ông dùng cột chứa oxit nhôm tách pigment thành vùng màu riêng biệt đặt tên sắc ký (chromatogrphy) Column Thí nghiệm sắc ký củaTswett Đặc điểm chung phương pháp sắc ký: • Mẫu phân tích hịa tan pha động (chất khí, chất lỏng, chất lỏng siêu tới hạn) cho qua pha tĩnh cách liên tục khơng hịa lẫn với • Pha tĩnh cố định cột hay bề mặt rắn • Các chất tan thành phần mẫu di chuyển qua cột sắc ký với tốc độ khác tùy thuộc vào tương tác pha tĩnh pha động Vai trò phương pháp sắc ký: • Phương pháp sắc ký ngồi khả tách cịn phương pháp phân tích định tính định lượng cấu tử có độ xác Phân loại sắc ký • Dựa vào chất q trình sắc ký chia thành: – Sắc ký phân bố – Sắc ký hấp phụ – Sắc trao đổi ion Sắc ký hấp phụ: Pha tĩnh chất rắn, pha động chất lỏng hay khí Chất tan hấp phụ bề mặt hạt rắn Các chất tan hấp phụ mạnh di chuyển chậm cột Sắc ký phân bố: Pha tĩnh chất lỏng liên kết với bề mặt rắn, thường SiO2 Pha động thường chất khí Cân chất tan với pha tĩnh Và pha lỏng thiết lập sắc ký khí Sắc ký trao đổi ion • Sắc ký trao đổi ion dựa tượng trao đổi thuận nghịch ion linh động pha tĩnh rắn với ion dung dịch phân tích • Pha tĩnh trường hợp gọi chất trao đổi ion • Bản chất trình tách lực khác ion dung dịch trung tâm trao đổi ion ionit Phân loại sắc ký Dựa vào phương cách lưu giữ pha tĩnh chia sắc ký thành: – Sắc ký cột – Sắc ký phẳng Dưạ vào chất vật lý pha động pha tĩnh loại cân tạo nên di chuyển chất tan hai pha 3.3 Hệ số dung lượng k’ - Hệ số chứa hay cịn gọi dung lượng thơng số quan trọng sử dụng sắc ký ( ký hiệu K’) Mô tả tốc độ di chuyển chất phân tích A qua cột CS VS VS t R  t M K' K  CM VM VM tM - K tùy thuộc vào chất chất tan, pha động pha tĩnh K’ tùy thuộc vào yếu tố vừa phụ thuộc vào đặc tính cột ( tỷ số Vs/VM) 3.4 Hệ số chọn lọc - Là đại lượng đặt trưng cho khả tách cấu tử khác hỗn hợp chất khảo sát - Hệ số chọn lọc α cột cấu tử A B định nghĩa sau: K B K 'B   K A K'A (t R ) B -t M α= (t R ) A -t M KA ,KB: hệ số phân bố cấu tử A B - Hệ số chọn lọc phụ thuộc vào chất A,B, pha động, pha tĩnh nhiệt độ 3.5 Sự giãn pic sắc ký - Quãng đường di chuyển theo pha động phân tử chất tan qua cột khơng hồn tồn - Phân tử chất tan khuyếch tán dọc theo cột - Quá trình phân bố chất tan pha tĩnh pha động – trình chuyển khối khơng xảy tức thời: q trình chuyển khối không cân LÝ THUYẾT SẮC KÝ 4.1 Lý thuyết đĩa Martin Synge - Được áp dụng cho trình sắc ký vào năm 1942 Theo thuyết này, cột sắc ký xem gồm nhiều phần nhỏ gọi đĩa Trong đĩa, cân vật chất thiết lập nhanh pha động pha tĩnh - Phương trình chiều cao đĩa lý thuyết: L H= N  tR  N  16   w  tR  N  5,54    w1/2  L: chiều dài cột, N: số đĩa lý thuyết, w: chiều rộng pic sắc ký 4.2 Phương trình Van Deemter - Phương trình VanDeemter đời bổ sung cho số điểm trình sắc ký theo lý thuyết đĩa chưa lột tả vấn đề ảnh hưởng bên bên ngồi q trình sắc ký liên quan đến mở rộng dải sắc ký - Phương trình Van Deemter mơ tả ảnh hưởng q trình sau: B H  A   Cu u - A, B, C ba số u: vận tốc pha động • B/u: liên quan đến khuếch tán dọc theo cột chất tan pha động Chất tan khuếch tán từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp • Trong cột sắc ký, phân tử chất tan khuếch tán khỏi dải hai phía: phía trước phía sau • Thời gian cột càng lâu khuếch tán dọc theo cột mạnh C.u: đặc trưng cho trình chuyển khối Chất tan di chuyển pha động, pha tĩnh mặt phân cách hai pha với tốc độ khác -Sự phân bố chất tan pha động đạt cân thực trình chuyển khối hai pha khơng diễn tức thời -Nếu tốc độ dịng lớn cân khó đạt - Hiệu ứng mở rộng píc liên quan đến động học trình hấp giải hấp chất tan tỷ lệ thuận với tốc độ dịng Nhận xét • Khuếch tán xốy chất tan qua cột chịu ảnh hưởng tốc độ dịng pha động • Khuếch tán dọc theo cột chất tan thay đổi tỷ lệ nghịch với với tốc độ u • Q trình chun khối tỷ lệ thuận với tốc độ dòng H  A  B / C 4.3 TốI ưu hóa q trình sắc ký - Giảm giãn rộng píc - Thay đổi tốc độ di chuyển thành phần ... pha tĩnh Sắc ký thường thực cột Các đại lượng đặc trưng sắc ký 3. 1 Sắc đồ ký Hình 9-5 Sơ đồ sắc ký khí lực theo thời gian lưu 3. 1 Sắc đồ ký • Thời gian lưu, tr cấu tử thời gian cần thiết để... tĩnh, pha động, chất hòa tan K nhỏ pha tĩnh giữ lại nhanh ngược lại k lớn chất phân tích chậm 3. 3 Hệ số dung lượng k’ - Hệ số chứa hay gọi dung lượng thông số quan trọng sử dụng sắc ký ( ký hiệu... với thời gian tm Trong sắc ký khí, tm thường lấy thời gian cần thiết để CH4 chuyển động qua cột 3. 2 Hệ số phân bố • Trong phương pháp sắc ký khí, chuyển nồng độ chất phân tích X pha động pha tĩnh