đề tài phương pháp sắc ký

Tiểu luận nhóm 3
Đề tài:
GVHD: TH.S NGUYỄN XUÂN TÒNG
Giới thiệu về một số Phương pháp sắc ký
Đại cương về phương pháp sắc ký
Các kỹ thuật định lượng của
phương pháp sắc ký hiện đại
Ứng dụng
Nội dung thuyết trình
Đại cương về phương pháp sắc ký
- Phương pháp sắc ký do nhà bác học
người Nga Mikhail Tewett ( 1872-1919)
phát minh vào năm 1903
-Ông đã dùng cột chứa oxit nhôm tách
các pigment của lá cây thành các vùng
màu riêng biệt và đặt tên là sắc ký
(chromatogrphy)
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ
Russian Botanist
Thí nghiệm sắc ký củaTswatt
•
Phương pháp sắc ký ngoài khả năng
tách còn là một trong những phương
pháp phân tích định tính và định lượng
các cấu tử có độ chính xác .
•
Là quá trình tách dựa trên sự dịch
chuyển hỗn hợp phân tích qua một lớp
chất cố định ( được gọi là pha tĩnh)nhờ
vào chất mang thường là khí hoặc lỏng
( được gọi là pha động).

Đặc điểm chung của phương pháp sắc ký:
•
Trong phương pháp sắc ký khí, sự
chuyển nồng độ chất phân tích X giữa
pha động và pha tĩnh. Cân bằng của
một cấu tử trong hệ sắc ký được mô tả
bằng phương trình đơn giản sau:
•
A
pha động
A
pha tĩnh
(1)
•
Hằng số cân bằng của cân bằng (1)còn
được gọi là hằng số phân bố được tính
như sau:
•

Hệ số phân bố
Trong đó :
•
C
s:
: nồng độ cấu tử trong pha tĩnh.
•
C
m
: nồng độ cấu tử trong pha động .

•
Hệ số K tùy thuộc vào bản chất của
pha tĩnh, pha động, và chất hòa tan.
•
K càng nhỏ thì pha tĩnh giữ lại ít và ra
càng nhanh ngược lại k càng lớn thì
chất phân tích ra càng chậm.
C
C
M
S
K
=
•
Thời gian lưu : là thời gian cần thiết để
cấu 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 gọi là thời gian lưu đã hiệu
chỉnh (t
R
’)
t
R
’= t
R
– t
M

•
T
M
và T
R
là các giá trị nhận được từ sắc
ký đồ
Thời gian lưu
1
Hệ số chọn lọc
-
Là đại lượng đặt trương cho khả năng
tách của các cấu tử khác nhau trong
hỗn hợp chất khảo sát .
-
Hệ số chọn lọc α của cột đối với cấu tử
A và B định nghĩa như sau:
1
A
B
A
B
K
K
K
K
'
'
==
α

K
A
,K
B
:là hệ số phân bố của cấu tử A và
B
- Hệ số chọn lọc phụ thuộc vào bản
chất của A,B, pha động, pha tĩnh và
nhiệt độ .
- Hệ số chứa hay còn gọi là dung lượng
là một thông số quan trọng được sử
dụng trong sắc ký ( ký hiệu là K’)
M
MR
M
S
MM
SS
t
tt
V
V
K
VC
VC
K
−
===
.
.

'
- K tùy thuộc vào bản chất tan, pha
động và pha tĩnh và pha động .K’ tùy
thhuộc vào các yếu tố trên vừa phu
thuộc vào các đặt tính của cột .
Lý thuyết đĩa Martin và Synge
- Được áp dụng cho quá trình sắc ký
vào năm 1942. Theo 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 rất nhanh giữa pha
động và pha tĩnh .
-
Số đĩa được biểu hiện ở hệ thức sau:
2
2/1
2
55,516








=







==
w
t
w
t
H
L
N
RR
Trong đó :
N: số đĩa lý thuyết của cột
L:chiều dài của lớp chất nhồi tronh cột
H: chiều cao của đĩa lý thuyết
W, W
1/2
: bề rộng đáy mũi sắc ký , mũi
sắc ký 1/2
2
21
12
WW
tt
R
RR
S
+
−

=
Độ phân giải
- Là đại lượng đặt trương cho quá trình
tách của các chất ra khỏi nhau ( ký hiệu
R
s
)
- Mối liên hệ giữa R
s
,K’,N và α qua công
thức :
N
K
K
R
S








+







−
=
2
2
1
1
4
1
α
α
- Để tăng R
s
để tách hai mũi ra khỏi
nhau, ta có thể thay đổi:
+Tăng Δt
R
=t
R2
– t
R1
khi đó 2 mũi thang sẽ
tách xa hơn.
+Giảm W
1
,W
2
khi đó 2 mũi thang nhọn
hơn, cách này tiết kiêm được thời gian
phân tích ,cho kết quả tố hơn.

Phương trình Van Deemter
-
Phương trình VanDeemter 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 quá trình này như sau:
uCBA
C
u
B
AHHHH
++=++=
Trong đó :
H
A:
chiều cao riêng phần thể hiện chất
lượng của cột nhồi gây ảnh hưởng tốc độ
dịch chuyển khác nhau của các phân tử
trong cột nhồi
A = 2λd
p
γ
- λ: thông số phụ thuộc vào kích thước hạt và
mứt độ đồng nhất khi nạp cột ,d
p
là đường

kính của hạt chất hấp phụ .
-
H
B
: chiều cao riêng phần biểu diễn sự phân
tán của cấu tử khảo sát trong pha động.
M
DB
γ
2
=
: Hệ số phụ thuộc vào khoảng cách giửa các
hạt, D
M
là hệ số khuyết tán trong pha động
- H
C
: chiều cao riêng phầnbiểu diễn sự hấp phụ
và giải hấp phụ của cấu tử bên pha tĩnh và sự
phân tán cùa cấu tử trong hai pha .
A. Sắc ký lỏng
•
Sắc ký lỏng là quá trình tách do ái lực khác
nhau của cấu tử lỏng đối với chất hấp phụ
rắn .
•
Lực hấp phụ bao gồm lực Vande Waals, lực
cảm ứng, lực liên kết hóa học và lực liên kết
hydrogen.
•

Sắc ký lỏng xác định được rất nhiều loại cấu
tử đặt biệt là các chất có khối lương phân tử
lớn.
Giới thiệu một số phương pháp sắc ký
•
Sắc ký lỏng được viết tắt là HPLC :

High Performance Liquid
Chromatography:sắc ký lỏng hiệu nâng cao.

High Pressure Liquid Chromatography:
sắc ký lỏng áp suất cao.
Figure P-2:HPLC column
Pha tĩnh
-
Pha tĩnh trong sắc ký thường ở thể rắn,
có nhiều loại pha tĩnh khác nhau , tùy
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 silica gel
có gắn thêm mạch
cacbon C18
Pha tĩnh phân cực: thường sử dụng cực
là silosan (SiO
2
) hoặc alumina(Al
2
O

3
) pha
tĩnh này rất háo nước, nước có thể là
một chất độc đối với các pha tĩnh loại
này.