SV Công nghệ kỹ thuật hóa học ĐHCT liên hệ anh tặng free: 0817.342.352 (zalo)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC - - BÁO CÁO THỰC TẬP CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI SẮC KÝ KHÍ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIÊN: NHÓM 01 PGS.TS Huỳnh Liên Hương Nguyễn Thanh Hoài MSSV: B1706373 Dương Xuân Thạnh MSSV: B1706418 Nguyễn Thị Bé Ngọc MSSV: B1706393 Cần Thơ 11/2020 Câu 1: Trình bày cách chuẩn bị mẫu phân tích sắc ký khí? Câu 1.Trình bày cách chuẩn bị mẫu phân tích sắc ký khí - Mẫu hịa tan dung môi trước tiêm, dung môi không tương tác pha tĩnh Mẫu phải hịa tan hồn tồn dung môi để đảm bảo không gây nghẽn đầu tiêm cột Sau dung dịch lọc qua phễu vi lọc (0.2), hàm lượng mẫu vài chục đến vài trăm ppm - Mẫu tiêm vào buồng tiêm sử dụng vi tiêm( microliter syringe) Thông thường nhiệt độ buồng tiêm cài đặt khoảng 250- 3000C Câu 2: Trình bày phương pháp phân tích định lượng định tính phân tích sắc ký khí 2.1 Định tính - - Xác định thành phần hỗn hợp sắc ký So sánh thời gian lưu tR chất phân tích với tR chất chuẩn đối chiếu điều kiện sắc ký So sánh sắc ký đồ mẫu phân tích với sắc ký đồ mẫu phân tích cho thêm vào chuẩn đối chiế Peak ứng với chất cho thêm vào có chiều cao Peak tăng lên Dựa vào thời gian lưu chất tách sắc ký để đ5inh tính thường khơng cho kết tin cậy Để có kết xác cần phải kết nối máy quang phổ hồng ngoại hoắc khối phổ Dựa vào thư viện phổ lưu máy IR MS để so sánh nhận điện chất phân tích 2.2 Định lượng ❖ Cơ sở tính tốn: +Diện tích Peak tỉ lệ với nồng độ tiêm vào cột +Diện tích Peak xác định thước phần mềm ❖ Chuẩn hóa diện tích +Giả định % diện tích Peak % khối lượng => Hàm lượng X chất phân tích % diện tích X %𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑋 = %diện tích X = 𝐴𝑋 × 𝑓𝑋 × 100% ∑𝑖(𝐴𝑖 × 𝑓𝑖 ) Trong 𝐴 𝑊𝑋 𝐴𝑋 𝑊𝑆 𝑓𝑖 hệ số đáp ứng, chất X 𝑓𝑋 = 𝑓𝑆 × ( 𝑆 ) × ( ) A: diện tích W: khối lượng ❖ Kỹ thuật ngoại chuẩn: Kỹ thuật so sánh chuẩn -Tiêm mẫu chuẩn vào máy có diện tích Peak (S) ứng với nồng độ C S=kC→ K= 𝑆 𝐶 -Tiêm mẫu xác định vào máy sắc ký có diện tích Peak Sx → Cx = 𝑆𝑥 𝐾 Kỹ thuật đường chuẩn -Dựng dãy chuẩn, tiêm vào máy sắc ký có diện tích Peak Si tương ứng với nồng độ Ci chất phân tích mẫu thứ i -Thiết lập mối tương quan S=f(Ci) phương trình hồi quy tuyến tính -Thực tương tự mẫu, có tín hiệu Sx Thế giá trị Sx vào phương trình hồi quy → Cx ❖ Kỹ thuật nội chuẩn: Nội chuẩn chuẩn -Cho vào mẫu chuẩn chất chuẩn khác, chất chuẩn gọi nội chuẩn -Tỷ lệ tín hiệu chất phân tích tín hiệu nội chuẩn khơng bị ảnh hưởng có sai số q trình (ví dụ định mức khơng xác, hay số ml mẫu lấy khơng lặp lại) Dung dịch có chất phân tích A nồng độ CA, SA Nội chuẩn có nồng độ CIS, SIS =>SA=kACA SIS=kISCIS 𝑆𝐴 𝑘𝐴 × 𝐶𝐴 𝐶𝐴 = =𝐾 𝑆𝐼𝑆 𝑘𝐼𝑆 × 𝐶𝐼𝑆 𝐶𝐼𝑆 𝑆𝑥 𝑘𝑥 × 𝐶𝐴 𝐶𝑥 = =𝐾 𝑆𝐼𝑆 𝑘𝐼𝑆 × 𝐶𝐼𝑆 𝐶𝐼𝑆 𝐶𝑥 (*)Yêu cầu nội chuẩn: -Được rửa giải gần Peak chất phân tích -Phân giải tốt với Peak chất phân tích -Tương tự mặt hóa học với chất phân tích, khơng phải chất phân tích khơng phản ứng với thành phần mẫu -Giống chuẩn, phải có độ tinh khiết cao -Nội chuẩn thêm vào mẫu với nồng độ tương tự nồng độ chất phân tích trước lúc tạo dẫn xuất hóa học trước phản ứng, có trường hợp thêm nội chuẩn vào trước đo mẫu Câu 3: Các thơng số cần phải có vận hành thiết bị GC ? ❖ Chuẩn bị mẫu: phương pháp khác, mẫu đem phân tích lấy mẫu đại diện cho lô nguyên liệu hay sản phẩm Các quy tắc lấy mẫu cần phải tuân thủ cho loại mẫu Mẫu cần làm trước tiêm mẫu GC Việc làm khơng tốt gây nên cấu tử cần xác định ❖ Tiêm mẫu: chất lỏng tiêm vào buồng tiêm mẫu nhiệt độ thiết lập cao gây nên phân hủy mẫu, mẫu có tham dự vào phản ứng Kỹ thuật tiêm gây sai số ❖ Mẫu bị phân hủy bị hấp phụ: có nhiều trường hợp có phân hủy hấp phụ buồng tiêm mẫu, cột, detector làm cho peak khơng đại diện cho lượng chúng có mẫu Để khắc phục điều ta nên dùng phương pháp lập đường chuẩn để biết diện tích hay chiều cao peak có tỉ lệ tuyến tính với lượng mẫu đưa vào hay khơng ❖ Đáp ứng detector: detector đáp ứng khác với hợp chất khác cần biết rõ hệ số đáp ứng Hơn điều kiện làm việc thay đổi đáp ứng detector thay đổi Trong GC sử dụng phương pháp nội chuẩn để khắc phục điều ❖ Kỹ thuật lấy tích phân: GC có nhiều cách thết lập quan hệ thông tin nhận từ peak sắc ký với hàm lượng cấu tử: Đo chiều cao peak, dùng máy ghi tích phân, cắt cân giấy Các cách có sai số riêng q trình xử lí Ngày với ghép nối máy tính phần mềm hỗ trợ việc tích phân hóa diện tích peak trở nên dễ dàng thông dụng Kết báo cáo đầy đủ thông tin peak chiều cao, diện tích, phần trăm mẫu,… ❖ Chương trình hóa nhiệt độ áp suất: Việc lựa chọn chương trình nhiệt phù hợp khơng giúp rút ngắn thời gian phân tích mà cịn cho dãi sắc ký đồ tối ưu khả phân tách cấu tử mẫu phân tích Việc kiểm sốt áp suất làm giảm thời gian lưu, tăng độ phân giải,… Vì ảnh hưởng khơng nhỏ đến kết phân tích ❖ Khuếch tán trục: phân tử chất tan khuếch tán dọc theo cột từ vùng có nồng độ cao đến nồng độ thấp, hướng ngược hướng với pha động ❖ Khuếch tán xoáy: pha động qua kẽ hở hạt nhồi cột→ phân tử chất tan di chuyển theo nhiều hướng khác làm cho thời gian qua cột khác nhau, kết làm peak giãn rộng ❖ Quá trình chuyển khối: trình chuyển khối không diễn tức thời, phân tử chất tan pha động pha tĩnh chịu kéo khác từ pha tĩnh pha động làm cho trình chuyển khối khơng cân ❖ Tốc độ dịng pha động ❖ Yếu tố khác: lựa chọn dung mơi, thao tác phân tích, điều kiện tiến hành thí nghiệm …cũng ảnh hưởng khơng nhỏ đến kết phân tích Câu 4: Dựa kết phân tích GC sử dụng chương trình nhiệt khác Hãy cho nhận xét kết thu Theo bạn chương trình nhiệt ảnh hưởng đến kết phân tích từ cho biết chương trình nhiệt tối ưu phải thỏa mãn yếu tố nào? Hình 1: Hình so sánh Dầu Gừng1-Dầu Gừng2-Dầu Gừng3 Hình 2: Hình so sánh Dầu Gừng1-Dầu Gừng2-Dầu Gừng3-Dầu Gừng4 Hình 3: Hình so sánh Dầu Gừng2-Dầu Gừng3-Dầu Gừng4-Dầu Gừng6 Hình 4: Hình so sánh Dầu Gừng1-Dầu Gừng2-Dầu Gừng3-Dầu Gừng4Dầu Gừng6 - Nhìn chung dãy tín hiệu mẫu giống Đa phần hợp chất mẫu có nhiệt độ sơi 150 0C Mẫu dầu gừng có chương trình nhiệt hợp lý mẫu lại, thể nhiều peak có độ phân giải tốt, độ chọn lọc tốt, thời gian ngắn + So sánh mẫu 1, mẫu mẫu Hình Các tín hiệu mẫu mẫu có độ chọn lọc tốt, thời gian lưu thích hợp Nhưng mẫu có độ phân giải cao Mẫu số xuất peak hơn, độ phân giải thấp, thời gian lưu dài, độ chọn lọc thấp So sánh kết chương trình nhiệt ba mẫu ta thấy nhiệt độ buồng tiêm mẫu thấp cho độ chọn lọc cao hơn, độ phân giải cao Bước nhiệt 10 oC/ phút thích hợp Hầu hết hợp chất có nhiệt độ sơi 150 0C + So sáng mẫu 1, mẫu 2, mẫu 3, mẫu Hình Mẫu cho dãy tín hiệu gần với mẫu ba độ phân giải mẫu ba So sánh chương trình nhiệt ta rút thời gian giữ đẳng nhiệt lâu làm tăng độ phân giải peak có nhiệt độ sôi nằm nhỏ nhiệt độ giữ đẳng nhiệt + So sánh mẫu 2, mẫu 3, mẫu 4, mẫu Hình Ta thấy mẫu 3, 4, có dãy tính hiệu có tốc độ gia nhiệt khoảng nhiệt độ sôi hợp chất chứa dầu gừng Mẫu có độ phân giải cao, độ chọn lọc tốt mẫu 3&4 So sánh chương trình nhiệt mẫu ta rút việc giữ đẳng nhiệt tai nhiệt độ cao so với nhiệt độ sôi cho peak có độ phân giải độ chọn lọc tốt + So sánh tất mẫu với nhau, Hình Ta thấy mẫu số có độ phân giải độ chọn lọc tốt so với tất mẫu lại So sánh mẫu & ta tháy mẫu thể đầy đủ peak có mẫu với độ phân giải cao, độ chọn lọc tốt đặc biệt thời gian mẫu ngắn gấp đôi so với mẫu - Phương trình nhiệt ảnh hưởng lớn đến kết phân tích Đối với mẫu phức tập việc tách cấu tử phải dựa vào thay đổi nhiệt độ sơi nên cần có chương trình nhiệt thích hợp Chương trình nhiệt độ làm tăng khả tách cột nhờ ngưng tụ bốc dung mơi, từ giúp cải thiện độ phân giải hệ số dung lượng Nhiệt độ buồng tiêm giữ nhiệt độ sôi dung môi tiêm mẫu (cool inlet), sau tăng dần bắt đầu trình sắc ký làm giảm tối thiểu phân hủy, giảm phân biệt đối xử chất có mức độ hóa khác mẫu phân tích, đồng thời làm tăng độ nhạy độ lặp lại q trình sắc ký khí - Chương trình nhiệt tối ưu cần thỏa mãn yếu tố sau: + Nên thay đổi nhiệt với tốc độ thích hợp Nếu không xác định tốc độ gia nhiệt nên gia nhiệt với tốc độ châm nhiên làm nhiều thời gian + Nhiệt độ buồn tiêm nên thấp nhiệt độ sôi dung môi + Nhiệt độ cuối phải cao nhiệt độ sôi chất rửa giải cuối + Chèn vào thời gian đẳng nhiệt giúp tăng độ chọn lọc cho peak độ phân giải cho peak Câu 5: Chọn peak định sắc ký đồ, xác định thời gian lưu diện tích peak đó? *Chọn peak khoảng thời gian 8.8-9.2 mẫu Dầu gừng -Thời gian lưu tr= 0.3+9= 9.3 phút -Area=15×2.5= 37.5 mm2 uV(x1,000,000) 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 -0.05 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11 ... 3000C Câu 2: Trình bày phương pháp phân tích định lượng định tính phân tích sắc ký khí 2.1 Định tính - - Xác định thành phần hỗn hợp sắc ký So sánh thời gian lưu tR chất phân tích với tR chất chuẩn... kiện sắc ký So sánh sắc ký đồ mẫu phân tích với sắc ký đồ mẫu phân tích cho thêm vào chuẩn đối chiế Peak ứng với chất cho thêm vào có chiều cao Peak tăng lên Dựa vào thời gian lưu chất tách sắc ký. .. chất phân tích -Phân giải tốt với Peak chất phân tích -Tương tự mặt hóa học với chất phân tích, khơng phải chất phân tích khơng phản ứng với thành phần mẫu -Giống chuẩn, phải có độ tinh khiết cao