Bài thuyết trình Phương pháp sắc ký
Tiểu luận nhóm 3:
PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ
GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Tòng
BỐ CỤC THUYẾT TRÌNH
1
2
Lược sử phương pháp sắc kí
Phân loại
3
Các đại lượng ảnh hưởng
4 Những kĩ thuật sắc kí phổ biến
Lược sử phương pháp sắc kí
• Nhà thực vật học người
Nga Mikhai Tswett
(1872-1919)
• Phát minh ra kĩ thuật sắc kí
nghiên cứu về chlorophyll
Định nghĩa Sắc ký:
Sắc ký là một phương pháp tách hỗn hợp dựa
vào sự phân bố khác nhau của chúng giữa hai pha
động và tĩnh thành các thành phần để phân tích,
nhận biết, tinh chế hoặc định lượng hỗn hợp hay
các thành phần.
• phân tích
tách
• nhận biết
• tinh chế
• định lượng
Các thành
phân cấu
thành
Hỗn hợp
Nguyên tắc hoạt động chung
Phương pháp sắc ký dựa vào:
-Sự phân bố khác nhau của các chất giữa hai pha động và
tĩnh.
-Có nhiều nguyên nhân đưa đến sự phân bố khác nhau của
các chất, chính sự lặp đi lặp lại hiện tượng hấp phụ - phản
hấp phụ của các chất khi dòng pha động chuyển động qua
pha tĩnh là nguyên nhân chủ yếu của việc tách sắc ký.
→Hệ quả là các chất có ái lực lớn với pha tĩnh sẽ chuyển
động chậm hơn qua hệ thống sắc ký so với các chất tương
tác yếu hơn pha này. Nhờ đặc điểm này mà người ta
có thể tách các chất qua quá trình sắc ký.
Ví dụ:
Sắc
Ký
Giấy
Phâ n
loại sắc
ký
Cơ chế trao đổi
của pha tĩnh &
động
Trạng thái của
pha động
Sắc
ký
lỏng
Sắc ký khí
CHẤT NGHIÊN CỨU
KHÓ BAY HƠI
DỄ BAY HƠI
Sắc kí
lỏng
Gia nhiệt
mạnh
Khí – lỏng
Khí - hấp
phụ
Ko phân
Phân
Sắc kí khí
cực
cực
Thuận pha
Ngược
pha
Mạnh
Yếu
Ngược
pha
Bị ion
hóa
Ko bị ion
hóa
Thuận
pha
Sắc kí trao đổi
ion
Sắc kí ngược
pha
Pha
động
Pha Cách bố trí
Dạng sắc ký
Cơ chế trao đổi
tĩnh
pha động
Khí
Khí – hấp thụ Khí
Rắn
Lỏng
Cột
Cột
Hấp phụ
Phân bố
Khí - lỏng
Khí
Lỏng
Lỏng – rắn Lỏng
Lỏng – lỏng Lỏng
Lỏng – nhựa Lỏng
trao đổi
Rắn
Lỏng
Rắn
Cột
Cột
Cột
Hấp phụ
Phân bố
Trao đổi ion
Lớp mỏng Lỏng
Rắn Lớp mỏng
Lỏng Lớp mỏng
Hấp phụ
Phân bố
Giấy
Lỏng
Rây phân tử Lỏng
Lỏng
Cột
Theo kích thước
phân tử
Các đại lượng ảnh hưởng
HỆ SỐ PHÂN BỐ
• Trong phương pháp sắc kí,sự chuyển nồng độ chất phân
tích X giữa pha động và pha tĩnh .Cân bằng của một cấu tử
trong hệ sắc kí có thể mô tả bằng phương trình đơn giản
sau đây:
Apha động
Apha tĩnh
• Hằng số cân bằng (1) còn được gọi là hằng số phân bố
được tính như sau:
S
K =
CM
• CS:nồng độ cấu tử trong pha tĩnh ( chữ S viết tắt của từ
tiếng anh Stationary phase có nghĩa là pha tĩnh )
• CM:nồng độ cấu tử trong pha động ( chữ M viết tắt của từ
tiếng anh Mobile phase có nghĩa là pha động)
• Hệ số K tùy thuộc vào bản chất của pha động và pha tĩnh
và chất hòa tan.
THỜI GIAN LƯU
• Thời gian lưu được định nghĩa là thời gian cần thiết để cấc
tử đi từ đầu cột đến cuối cột hay chính là thời gian cấu tử
bị lưu giữ trong cột .
• Hiệu số giữa thời gian lưu và thời gian lưu chết được gọi là
thời gian lưu đã được hiệu chỉnh (tR’).
tR '= tR −tM
(Hệ số chứa hệ số dung lượng )
• Hệ số chứa này hay còn gọi là dung lượng là một thông số
quan trọng được sử dụng trong sắc ký , được ký hiệu là K’
CS .VS
VS
= K =
VM
tR −tM
K'=
CM .VM
tM
• K tùy thuộc vào bản chất chất tan , pha tĩnh và pha
động.K’ còn tùy thuộc vào các đặc tính của cột.
• tR và tM là các giá trị nhận được từ sắc ký đồ.
HỆ SỐ LỌC
• Hệ số chọn lọc là một đại lượng đặc trưng cho khả năng tách
của các cấu khác nhau trong hỗn hợp chất khảo sát .hệ số chọn
lọc của cột đối với cấu tử A và B được định nghĩa như sau:
KB K'B
= =
KA K'A
• Trong đó ;
• KA,KB :Là hệ số phân bố lần lượt của cấu tử A và B (cấu tử B
bị lưu giũa mạnh hơn cấu tử A.Từ vấn đề này chúng ta suy ra
rằng luôn lớn hơn 1.
• Hệ số chọn lọc phụ thuộc vào bản chất của A,B,pha động và
pha tĩnh.
LÝ THUYẾT ĐĨA MARTIN VÀ SYNGE
• Được áp dụng cho quá trình sắc ký vào năm 1942.theo lý
thuyết này ,cột sắc ký được xem như gồm nhiều phần nhỏ gọi
là đĩa.trong mỗi đĩa ,cân bằng vật chất được thiết lập nhanh
giữa pha động và pha tĩnh.
• Số đĩa được biểu diễn bởi hệ thức sau:
2
2
t
tR
L
R
N = = 16
= 5,55
H
w
w1/ 2
• Trong đó:
• N :Số đĩa lý thuyết của cột .
• L:chiều dài của lớp chất nhồi trong cột
• H:chiều cao của đĩa lý thuyết
• W:bề rộng đáy mũi sắc ký
• W1/2:bề rộng đáy mũi sắc ký 1/2
ĐỘ PHÂN GIẢI
• Độ phân giải là đại lượng đặc trưng cho quá trình tách của các
• chất ra khỏi nhau , ký hiệu là RS.
R2
R1
RS
W1 +W2
2
• Mối liên hệ giữa RS , K’,N và qua công thức như sau :
K2
1 −1
RS =
N
4 1+ K
2
• Để tăng RS để tách hai mũi ra khỏi nhau , ta có thể thay đổi :
• Tăng khi đó 2 mũi tách ra xa nhau hơn .
• Giảm w1 , w2 khi đó hai mũi sẽ nhọn hơn , cách này tiết kiệm
• được thời gian phân tích và cho kết quả tốt hơn.
PHƯƠNG TRÌNH VAN DEEMTER
• Phương trình Van Deemter ra đời bổ sung cho ,một số
điểm của quá trình sắc ký theo lý thuyết đĩa chưa lột tả
được các vấn đề ảnh hưởng bên trong cũng như bên ngoài
của quá trình sắc ký.
• Phương trình Van Deemter sẽ mô tả ảnh hưởng của các
quá trình này như sau:
B
H = H A + HB + HC = A + + Cu
u
• Trong đó :
• HA:Chiều cao riêng phần thể hiện chất lượng của cột nhồi gây
ảnh hưởng đến tốc độ chuyển dịch khác nhau của các phần tử
trong cột nhồi .
A = 2dP
• :Thông số phụ thuộc vào kích thước hạt và mức độ đồng nhất
khi nạp cột, dp là đường kính của hạt chất hấp thụ.
• HB:chiều cao riêng phần biểu diễn sự phân tán của cấu tử khảo
sát trong pha động.
B = 2
DM
• :hệ số phụ thuộc vào khoảng cách giữa các hạt , DM là hệ số
khếch tán trong pha động sẽ nhỏ và tốc độ pha động sẽ lớn .
• HC:chiều cao riêng phần biểu diễn sự hấp thụ và giải hấp thụ
của cấu tử trên pha tĩnh và sự phân tán của cấu tử trong hai
pha.
Những kĩ thuật sắc ký phổ biến
A.Sắc lý lỏng
(Liquid Chromatography-LC)
B.Sắc ký khí
(Gas Chromatography- GC)
C.Sắc ký bản mỏng
(Thin Layer Chromatography-TLC)
D.Sắc ký giấy
( Paper Chromatography)
E.Sắc ký trao đổi ion
(Ion exchange chromatography)
A.Sắc lý lỏng
(Liquid Chromatography-LC)
Định nghĩa sơ lược
• Sắc kí lỏng là quá trình tách do ái lực khác nhau
của các cấu tử lỏng đối với lưu chất hấp phụ rắn.
• Lực hấp phụ bao gồm lực Van de Walls, lực cảm
ứng, lực liên kết hóa học và lực liên kết
hydrogen.
• Sắc ký lỏng xác định được rất nhiều loại cấu tử
đặc biệt là các chất có khối lượng phân tử lớn.
Sắc kí lỏng hấp phụ được trên lí thuyết
hấp phụ từ dung dịch.
Khá i quá t các yếu tố ảnh hưởng
• Pha tĩnh :
Pha tĩnh trong sắc kí lỏng thường ở thể rắn,
có nhiều loại pha tĩnh khác nhau, tuỳ theo nhu
cầu mà người ta chọn lựa pha tĩnh phân cực
hoặc không phân cực .
Pha tĩnh không phân cực:
• Thường sử dụng
nền silicagel có gắn
thêm mạch cacbon
C18. Ngoài ra người
ta có thể tăng độ
phân cực của pha
tĩnh này bằng cách
giảm chiều dài của
mạch cacbon này,
thông thường các
mạch sẽ là C4 và
C8,…
Pha tĩnh phân cực
-Thường sử dụng
sườn là siloxane
(SiO2) hay
alumina (Al2O3).
- Pha tĩnh này rất
háo nước, nước
có thể là một chất
độc đối với các
pha tĩnh loại này.
Khá i quá t các yếu tố ảnh hưởng
• Pha động
Dung môi được chọn chạy sắc ký đạt các yêu cầu sau:
• Có độ tinh khiết cao
• Hoà tan tốt đối với cấu tử cần phân tích
• Bị hấp phụ tối thiểu trên pha tĩnh
• Không phản ứng với chất cần xác định và chất hấp
phụ
-Để tăng khả năng tách→ ta rửa giải bằng nhiều
dung môi theo thứ tự khả năng giải hấp tăng
dần.
-Đối với chất hấp phụ phân cực, dung mô i có
hằng số điện môi càng lớn sẽ có khả năng giải
hấp càng cao đối với chất bị hấp phụ trên đó và
ngược lại.
-Đối với các chất hấp phụ không phân cực, dung
môi có hằng số điện môi càng cao sẽ
giải hấp càng kém.
Mô hình hệ thống máy sắc ký lỏng
1.Bộ phận tiêm mẫu
• Dùng để đưa mẫu từ ngòai
vào cột bằng kim bơm
• Loop có tác dụng khi lấy mẫu
đảm bảo lượng mẫu chuẩn
và mẫu thật được đưa vào
cột như nhau
→Loop cần được tráng bằng
chính dung dịch sắp phân
tí ch.
2.Cột sắc ký
• Cột sắc kí có thể làm bằng vật liệu nhựa hoặc thép,
chiều dài 20 cm, đường kính vài mm
• Cột thường đặt ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phòng (để
giảm độ nhớt), tăng áp suất để đẩy dung môi qua cột, do
đó giảm thời gian lưu xuống.
Tải về để xem bản đầy đủ
109 trang
02/12/2024
430
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Bài thuyết trình Phương pháp sắc ký", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bai_thuyet_trinh_phuong_phap_sac_ky.ppt
