Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
V. Câu hỏi củng cố

V. Câu hỏi củng cố

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



Mẫu được bơm vào trong và theo dòng khí mang (khí mang thường là N 2) đưa đến cột

sắc ký (pha tĩnh). Mẫu khi qua cột này sẽ được hấp phụ lên trên pha tĩnh đó. Sau đó,

các chất lần lượt tách khỏi cột theo dòng khí ra ngồi được ghi nhận bởi đầu dò. Từ các

tín hiệu nhận được máy tính sẽ xử lý và biểu hiện kết quả bằng sắc ký đồ. Các chất

được xác định nhờ giá trị thời gian lưu trên sắc ký đồ.



Sơ đồ của một máy sắc kí khí



Một sắc kí đồ tiêu biểu tách các este bão hòa bởi sắc kí khí-lỏng

1. Methyl formate

GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



2. Methyl acetate



3. Ethyl formate

45



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng

4. Ethyl acetate

7. N-butyl formate



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



5. N-propyl formate

8. Sec-butyl acetate



6. Iso-propyl acetate

9. Iso-butyl acetate



10. N-butyl



acetate

1.1. Hệ thống cung cấp khí mang

Các khí mang phải trơ về mặt hóa học như He, Ar, N 2, CO2 và H2 và việc chọn lựa khí

mang thường được quyết định bởi loại detector sử dụng.

Hệ thống cung cấp khí mang bao gồm các bộ điều chỉnh áp suất (pressure regulators),

các thiết bị đo áp suất (gauges), và thiết bị đo tốc độ dòng.

Hệ thống khí mang còn chứa một hệ thống lọc phân tử để tách nước và các chất nhiễm

bẩn khác. Tốc độ dòng được kiểm soát bởi các bộ điều chỉnh áp suất hai giai đoạn

được lắp vào các bình chứa khí mang.



Áp suất của khí vào thiết bị nằm trong khoảng từ 10 đến 50 psi để có tốc độ dòng từ

khoảng 30 đến 150 ml/ph đối với cột nhồi và khoảng từ 1 đến 25 ml/ph đối với cột

mao quản. Nói chung, nếu áp suất đi vào thiết bị khơng đổi thì tốc độ dòng sẽ khơng

đổi. Để đo tốc độ dòng khí người ta dùng thiết bị đo tốc độ dòng (flowmeter) với bọt

xà phòng và đồng hồ bấm giây.

Khí mang

Độ giảm áp suất tỉ lệ với độ nhớt khí mang nên cần chọn khí mang có độ nhớt thấp cho

cột mao quản và cột nhồi chặt. Bảng sau dẫn ra một số đặc tính cơ bản của một số khí

mang



GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



46



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



Khi lựa chọn cần chú đến detector đang sử dụng như sau:

 Detector đo độ dẫn cần phải sử dụng khí mang có độ dẫn cao như H 2, He. Khí

He có ưu điểm khơng nguy hiểm.

 Detector ion hóa ngọn lửa thường sử dụng khí mang N2 do rẻ và khơng nguy

hiểm nhưng trong trường hợp ghép nối với các thiết bị khác, ví dụ ghép nối với

khối phổ phải dùng khí mang là heli.

 Detector cộng kết ngọn lửa thường dùng khí mang là N2.



Sau đây là đặc điểm của một số khí mang thơng dụng:

 Khí H2 khi sử dụng làm khí mang cần dùng khí nitơ làm khí bảo vệ thổi qua cột

trước. Trong các phòng thí nghiệm người ta đã dùng phổ biến máy sản xuất khí

hydro với công suất từ 125 ml/ph đến 225 ml/ph. Khi dùng H2 trong phòng thí

nghiệm phải có mày dò chỗ hở H2 và cấm lửa.

 Khí He, argon là khí trơ hóa học rất thích hợp cho sắc kí ở nhiệt độ cao.

 Khí nitơ do khơng nguy hiểm, giá rẻ và dễ dàng làm tinh khiết nên N 2 được dùng

nhiều cho sắc kí khí. Cần chú ý là độ dẫn nhiệt của N2 rất gần với độ dẫn của

nhiều khí và hơi nhiều chất hữu cơ nên có trường hợp peak sắc kí có thể bị

ngược.

1.2. Hệ thống tiêm mẫu

GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



47



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



Cách thông dụng nhất để đưa mẫu vào cột là sử dụng một bơm tiêm mẫu vi lượng

(microsyringe) để tiêm một mẫu lỏng hoặc khí qua một đệm cao su silicon (septum)

chịu nhiệt vào một buồng hóa hơi (injector). Buồng này được đốt nóng với nhiệt độ

thích hợp và được nối với cột tách.

Đối với các cột tách thông thường, cỡ mẫu thường thay đổi từ một vài đến 20µl. Cột

mao quản đòi hỏi lượng mẫu đưa vào nhỏ hơn nên trong trường hợp này hệ thống chia

dòng mẫu được thiết kế trong bộ injector được sử dụng để chỉ giao một phần nhỏ

lượng mẫu được tiêm đi vào cột, phần còn lại được thải ra ngồi.

1.3. Cột sắc ký

Trong thực tế có nhiều dạng cột tách khác nhau nhằm thỏa mãn các mục đích nghiên

cứu. Nói chung, cột tách sắc kí cần thỏa mãn các yêu cầu sau:

 Đảm bảo trao đổi chất tốt giữa pha động và pha tĩnh nhờ việc tối ưu hóa các

thơng số của phương trình Van Deemter.

 Độ thấm cao tức có độ giảm áp suất nhỏ với một tốc độ khí mang nhất định.

 Khả năng tải trọng cao của cột.

 Có khoảng nhiệt độ sử dụng rộng và chịu được nhiệt độ cao.

2. Ưu điểm của cột nhồi và cột mao quản

a. Cột nhồi

 Ưu điểm

Cột thường được làm bằng thép không rỉ, nicken, thủy tinh với đường kính khoảng từ

3 đến 6 mm và chiều dài khoảng từ 1 đến 5m.

Cột nhồi chứa các hạt chất mang rắn được phủ một lớp pha tĩnh lỏng hoặc bản thân hạt

rắn là pha tĩnh. Chất mang rắn thường là diatomite đã được silan hóa để giảm liên kết

hydro với các chất phân cực

Kích thước hạt đồng nhất sẽ làm giảm chiều cao cột và tăng độ phân giả. Cỡ hạt nhỏ sẽ

làm giảm thời gian cân bằng hòa tan nhờ vậy làm cải thiện hiệu quả của cột. Tuy

GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



48



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



nhiên, nếu kích thước hạt càng nhỏ thì càng ít khơng gian trống giữa các hạt và áp suất

để ép pha động qua cột phải càng cao.

Kích thước hạt được biểu diễn theo micromet, tức là cở lưới mà hạt có thể đi qua hoặc

bị giữ lại trên sang. Ví dụ các hạt cở 80/100 mesh đi qua được cở sàng 80 mesh

(170µm) nhưng khơng đi qua được cở 100 mesh (150 µm).Yêu cầu của chất mang rắn

là khơng tham gia vào sự tách và có khả năng giữ được pha tĩnh ( khơng ít hơn 10 %).

Một số loại chất mang rắn:

o Có hai điều quan trọng cần chú ý khi chọn một chất mang là: cấu trúc và đặc

tính bề mặt.

o Cấu trúc góp phần vào hiệu quả của chất mang, trong khi các đặc trưng bề mặt

chi phối sự tham gia của chất mang vào kết quả của việc tách.

o Các chất mang phải là các chất trơ về mặt hóa học với tất cả các loại mẫu.

Có hai vấn đề chung của các chất mang:

 Thứ nhất, tương tác bề mặt chất mang (hấp phụ hoặc xúc tác) chính là nguyên

nhân gây ra những pic có đi hoặc biến dạng. Chính những nhóm -OH hay

oxit trên bề mặt chất mang là nguyên nhân của những tương tác đó. Có thể che

các nhóm này bằng một lượng nhỏ pha lỏng phân cực. Nhưng cách tốt nhất hiện

nay là silan hóa với các thuốc thử DMCS (dimethyl dichorosilan) hoặc HMDS

(hexamethyl disilazane).

 Thứ hai, kích thước hạt càng nhỏ thì số hạng A trong phương trình Van Deemter

càng nhỏ, nhưng sự chệnh lệch áp suất trong cột sẽ tang vượt khỏi giới hạn làm

việc thực tế. Hiệu suất cột chỉ có thể cải thiện nếu dùng các hạt có kích thước

như nhau.

b. Cột mao quản



 Ưu điểm



GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



49



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



Đa số các phép phân tích trong sắc kí khí sử dụng các cột mao quản dài từ 15 đến

100m và đường kính trong rất nhỏ từ 0.10 đến 0.53 mm. Các cột này được chế tạo từ

thủy tinh oxit tinh khiết nấu chảy có mức độ liên kết ngang cao hơn nhiều so với thủy

tinh thường nên bền và chịu được nhiệt độ cao đến 350 oC. Lực căng cao của ống thủy

tinh cho phép chế tạo các cột có thành mỏng và dễ uốn.

Các cột mao quản mở có lớp phim mỏng tráng trên thành ống cung cấp độ phân giải

cao hơn, thời gian phân tích ngắn hơn và độ nhạy cao hơn cột nhồi nhưng chúng có

dung lượng thấp hơn cho các mẫu. Cột mao quản mở hẹp cung cấp độ phân giải cao

hơn cột mao quản mở rộng hơn nhưng chúng đòi hỏi áp suất cao hơn để hoạt động và

có dung lượng cho mẫu nhỏ hơn.



 Nhược điểm

Lớp phim mỏng lỏng pha tĩnh dày khoảng từ 0.1 đến 5 µm trên bề mặt bên trong. Nếu

giảm độ dày của lớp phim này sẽ làm tăng độ phân giải, giảm thời gian lưu và giảm

dung lượng cho mẫu.



Cột mao quản được làm bằng polyamide và fused silica



GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



50



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



Minh họa cấu trúc bên trong của các cột nhồi và cột mao quản



GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



51



SVTH

Nhóm 2



Trường Đại học Trà Vinh

Khoa Hóa Học Ứng Dụng



GVHD

Huỳnh Thị Hồng Hoa



Báo cáo thực hành hóa phân tích 2



52



SVTH

Nhóm 2



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

V. Câu hỏi củng cố

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×