Chương trình kiểu đạn đạo diễn ra khi một lò (oven) được duy trì tại một nhiệt độ đà nhanh chóng thay đổi đến một nhiệt độcao hơn (đường A), và thỉnh thoảng được sử dụng cho việc điều kiện hóa cột sắc ký khí rắn sau khi nó được sử dụng trong một thời gian dài. Tuy nhiên, một cột sắc ký được duy trì ở tại nhiệt độ cao sau đó nhanh chóng nâng nhiệt độ lên cao thì lớp phim pha tĩnh có thể bị phá hủy do bị sốc nhiệt.
Chương trình hóa nhiệt độ được sử dụng rộng rải nhất là kiểu tuyến tính (đường B). Bắt đầu từ nhiệt độ thấp và được duy trì đẳng nhiệt trong một khoảng thời gian nào đó, sau đó nhiệt độ trong lò chứa cột được tăng với một tốc độ tuyến tính đến một nhiệt độ cuối cùng được chọn sẵn. Nhiệt độ cuối cùng này cũng được duy trì trong một khoảng thời gian cụ thể nào đó. Nhiệt độ ban đầu và tốc độ tăng tuyến tính sau đó được xác định từ một phép phân tích thăm dị trước đó với ghi chú những nhiệt độ rửa giải. Sự chọn lựa những điều kiện ban đầu thích hợp sẽ cho phép việc tách những chất có nhiệt độ sơi thấp, trong khi đó nhiệt độ cuối cùng được chọn nên đủ lớn để rửa giải được nhiều hơn những cấu tử bịlưu giữ mạnh (lưu ý giới hạn nhiệt độ cao nhất của pha tĩnh).
Kiểu đa tuyến tính được thực hiện trong một vài trường hợp để dị tìm hoặc tăng cường độ phân giải trong một phép tách, nhưng được sử dụng thông dụng hơn trong việc kết hợp với tiêm mẫu trên cột.
Trong chương trình hóa nhiệt độ, nhiệt độ của một cột được tăng suốt quá trình tách để tăng áp suất hơi của chất hịa tan và nhờđó giảm thời gian lưu của những cấu tử bị rửa giải chậm. Một ví dụđược trình bày trong hình 6. Tại nhiệt độ hằng định 150 oC, các hợp
bị rửa giải từ cột. Nếu nhiệt độ được cho tăng từ 50 oC đến 250 oC với tốc độ tăng 8oC/phút, tất cả các cấu tử được rửa giải và các pic xuất hiện khá đều. Cần tránh tăng nhiệt độlên quá cao đểngăn sự phân hủy nhiệt của chất phân tích và pha tĩnh.
Hiện nay, các máy sắc ký phần lớn đều được trang bị các bộ điện tử kiểm soát áp suất có thểchương trình hóa của các khí mang đi vào cột. Sựtăng áp suất vào cột làm tăng tốc độ pha động và nhờ vậy làm giảm thời gian lưu.
Hình 2.7: (a) tách đẳng nhiệt của các ankan tương tự ở 150oC. Cột 3% Apiezon-L on 100–120 mesh VarAport 30. Khí mang helium ở 10 ml min–1.
(b) Mẫu và cột như (a) nhưng nhiệt độ tách được chương trình hóa cho thấy độ phân giải cao hơn và thời gian ngắn hơn.
2.6. Phân tích định tính trong sắc kí khí
Trong phân tích định tính, hai detector có thể nhận diện các hợp chất là detector khối phổ và detector hồng ngoại chuyển hóa Fourier. Một pic có thể nhận diện bằng cách so sánh phổ của chúng với một thư viện phổđược lưu 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 (hình 7).
Cách đáng tin cậy nhất là so sánh các thời gian lưu trong cùng một sắc kí đồthu được bởi mẫu đã biết trước (mẫu chuẩn) được thêm mẫu cần dị tìm vào trong cùng một điều kiện sắc kí. Nếu như chất cần dị tìm trùng với chất có trong mẫu chuẩn thì pic của chất đó trong mẫu đã thêm sẽ có diện tích hay chiều cao tăng lên so với khi chưa thêm chất chưa biết vào. Sự nhận diện chỉ ở mức thăm dò khi thực hiện trên một cột, nhưng khẳng định hơn khi thực hiện trên một vài cột trên những loại pha tĩnh khác nhau.
Trong hình 17 cho thấy có thể nhận diện được các đỉnh 2,3,4,7 và 9 là metyl, etyl, n- propyl, n-butyl, và n-amyl alcol. Cần chú rằng có thể có những chất khác nhau nhưng có thời gian lưu giống hoặc rất gần nhau. Vì vậy cần xác định trên nhiều pha tĩnh khác nhau hoặc sử dụng các detector khối phổ hoặc hồng ngoại đểxác định.
Hình 2.8: Phân tích định tính bằng cách so sánh thời gian lưu với chất chuẩn 2.7. Phân tích định lượng
Chuẩn bị mẫu: cũng như mọi phương pháp khác, mẫu đem phân tích được lấy mẫu sao đại diện đúng cho cả lô nguyên liệu hay sản phẩm. Các qui tắc lấy mẫu cần phải tuân thủ cho từng loại mẫu. Mẫu cần được làm sạch trước khi tiêm mẫu vào GC. Việc này nếu làm khơng tốt có thể gây nên mất cấu tử cần xác định.
Tiêm mẫu: khi chất lỏng tiêm vào buồng tiêm mẫu thì nhiệt độ thiết lập nếu quá cao có thể gây nên sự phân hủy mẫu, hoặc mẫu có tham dự vào một phản ứng nào đó. Kỹ thuật tiêm mẫu cũng có thể gây sai số.
Mẫu bị phân hủy hoặc bị hấp phụ: có nhiều trường hợp có sự phân hủy hoặc hấp phụ trong buồng tiêm mẫu, trong cột, trong detector có thểlàm cho các pic đó khơng đại diện cho lượng của chúng có trong mẫu. Để khắc phục điều này ta nên dùng phương pháp lập đường chuẩn để biết diện tích hay chiều cao của pic có tỉ lệ tuyến tính với lượng mẫu đưa vào hay không.
Đáp ứng của detector: mỗi detector đáp ứng khác nhau với các hợp chất khác nhau. Vì vậy cần biết rõ các hệ sốđáp ứng này. Hơn nữa khi điều kiện làm việc thay đổi thì đáp ứng của detector cũng thay đổi. Trong GC có thể sử dụng phương pháp chuẩn nội để khắc phục điều này.
Kỹ thuật lấy tích phân: trong GC có nhiều cách thiết lập quan hệ giữa thông tin nhận được từ pic sắc kí với hàm lượng của cấu tử: Đo chiều cao pic, dùng máy ghi và tích phân, cắt và cân giấy. Các cách này có thể có những sai số riêng trong q trình xử lí. Ngày nay với sự ghép nối máy tính và các phần mềm hỗ trợ việc tích phân hóa diện tích các pic trở nên dễ dàng và thông dụng. Kết quảđược báo cáo đầy đủ các thông tin của pic như chiều cao pic, diện tích pic, phần trăm trong mẫu …
2.7.2 Các phương pháp tính tốn định lượng
2.7.2.1. Phương pháp chuẩn hóa diện tích
Đây là phương pháp tính thành phần phần trăm của mẫu bằng cách đo diện tích từng pic trên sắc kí đồ. Theo cách này đem diện tích pic của chất quan tâm A cho tổng diện tích của các pic: %A = (diện tích pic A/tổng diện tích các pic)x100 %
Khi phân tích thành phần có điểm sơi sát nhau của một dãy đồng đẳng, phương pháp này có thểdùng để tính tỷ lệ phần trăm khối lượng.
Phương pháp này chỉ đúng nếu tất cả các cấu tử đều được rửa giải và đáp ứng của detector với mọi cấu tử là giống nhau. Nếu những điều kiện này thõa mãn thì đây là phương pháp nhanh và hiệu quả.
2.7.2.2. Phương 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 thành phần phần trăm của các cấu tử trong mẫu.
/ ( ) %
( / ( ))
i
dien tich cua A F A A
dien tich cua Ai F Ai
Cách xác định hệ số hiệu chỉnh:
- Tiêm dung dịch chuẩn đã biết nồng độ các cấu tử A, B, C… vào GC
- Sắc kí đồthu được có các pic phân giải hồn tồn và diện tích thu được tương ứng SA, SB, SC… tương ứng với các khối lượng trong mẫu mA, mB, mC…
- Chọn một pic làm chuẩn ví dụ A có tỉ lệ SA/mAđược gán giá trị FA = 1 - Từ tỉ lệ SB/mB, SC/mC… suy ra FB, FC…
2.7.2.3. Phương pháp lập đường chuẩn:
Lập các đường chuẩn riêng rẽđối với từng cấu tử trong hỗn hợp bằng cách tiêm những thể tích bằng nhau của một loạt dung dịch hỗn hợp chất chuẩn có nồng độ khác nhau. Như vậy một loạt các nồng độ của các chất chuẩn đã được phân tích và diện tích của chúng được xác định. Một đường chuẩn được dựng cho mỗi cấu tử với một trục nồng độ và trục kia là diện tích tương ứng để kiểm tra sự tuyến tính của đáp ứng của detector. Tiêm cùng thể tích của mẫu có các cấu tử cần phân tích và chạy sắc kí trong cùng điều kiện như khi chạy chuẩn.
Từ các diện tích thu được của các cấu tử cần phân tích và đường chuẩn vừa thiết lập suy ra được nồng độ của chúng.
2.7.2.4. Phương pháp dùng chuẩn nội
Phương pháp này còn được gọi là phương pháp chuẩn hóa tương đối hay gián tiếp. Đểđịnh lượng một cấu tử X ta cần phải chọn một chất chuẩn S sao cho:
Nếu trộn lẫn X với S ta phải thu được 2 đỉnh riêng biệt trên sắc kí đồ. Pic của X và S phải khá gần nhau.
Sau đó ta phải pha các hỗn hợp có tỷ lệ trọng lượng của X và S biết trước, chạy sắc kí, đo diện tích các pic, lập tỉ số diện tích tương ứng, cuối cùng lập đường chuẩn tương đối.
Sc/Ss
Wc/Ws Chuẩn Cấu tử Ởđây :