Phương pháp sắc ký khí và ứng dụng

Ngày đăng: 02/05/2014, 23:00

KỸ THUẬT HÓA HỌC TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÔNG CỤ ĐỀ TÀI: “PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ VÀ ỨNG DỤNG” HVTH: Nguyễn Thế Quân MSHV: 12144445 GVHD: TS. Huỳnh Khánh Duy TPHCM, tháng 1 năm 2014 2 MỤC LỤC 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ SẮC KÝ KHÍ 1.1 Khái niệm và phân loại……………………………………………………………4 1.2. Vài nét lịch sử…………………………………………………………………… 4 1.3 Cơ sở lý thuyết chung của sắc ký khí…………………………………………… 4 1.3.1 Quá trình sắc kí………………………………………………………… 4 1.3.2 Các phương pháp tiến hành tách sắc kí………………………………… 5 1.3.4 Sự doãng rộng của pic và hiệu lực tách…………………………………11 1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lực tách của cột……………………… 13 1.3.6 Độ phân giải của cột …………………………………………………….17 2. HỆ THỐNG SẮC KÝ KHÍ 2.1.Thiết bị……………………………………………………………………………20 2.2 Hệ thống cấp khí mang………………………………………………………….20 2.2.1 Hệ thống cấp khí mang…………………………………………………20 2.2.2 Khí mang……………………………………………………………… 21 2.3 Hệ thống tiêm mẫu……………………………………………………………….22 2.3.1 Buồng tiêm dùng cho cột nhồi…………………………………………23 2.3.2 Buồng tiêm dùng cho cột mao quản………………………………… 23 2.4. Cột sắc ký……………………………………………………………………….25 2.4.1 Cột nhồi……………………………………………………………… 26 2.4.2 Cột mao quản………………………………………………………….29 2.4.3 Pha tĩnh ……………………………………………………………… 33 2.5 Lò cột ……………………………………………………………………………42 2.6. Đầu dò……………………………………………………………….………….44 2.6.1 Dectector dẫn nhiệt (thermal conductivity dectector)……………….45 2.6.2 Detector ion hóa ngọn lửa (flame-ionization detector) …………… 47 2.6.3 Detector cộng kết điện tử (electron capture dtector) ……………… 49 2.6.4 Detector phát xạ nguyên tử (atomic-emission detector) ……………52 2.6.5 Detector quang kế ngọn lửa (flame photometric GC detector) …….53 2.6.6 Detector quang hóa ion (photoionization detector) ……………… 54 2.6.7 Chemiluminescence Spectroscopy………………………………… 55 2.6.8 Detector Nitơ-photpho NPD …………………………………………56 2.6.9 Detector khối phổ…………………………………………………….57 3 2.6.10 Các thông số quan trọng của detector……………………………… 59 2.7. Hệ thống ghi nhận và xử lý số liệu…………………………………………….61 3. TIẾN TRÌNH PHÂN TÍCH SẮC KÝ KHÍ 3.1 Xác định mục tiêu phân tích………………………………………………… 61 3.2 Chuẩn bị mẫu……………………………………………………………………62 3.3 Chọn Detector……………………………………………………………………62 3.4 Chọn cột………………………………………………………………………….63 3.5 Chọn phương pháp tiêm mẫu……………………………………………………64 3.6 Chương trình hóa nhiệt độ và áp suất………………………………………… 64 4. PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG BẰNG GC 4.1 Phân tích định tính………………………………………………………………67 4.2 Phân tích định lượng…………………………………………………………….67 4.2.1 Một số nguyên nhân gây ra sai số…………………………………….68 4.2.2 Các phương pháp tính toán định lượng……………………………….68 5. ỨNG DỤNG CỦA GC 5.1 Ứng dụng của GC tại CASE ……………………………………………………70 5.2 Hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ đầu dò Ion Trap(CASE)…………………71 5.2.1. Nguyên tắc hoạt động GCMS……………………………………… 71 5.2.2. Cấu tạo đầu dò khối phổ đầu dò bẫy ion (Ion trap)……………… 72 5.2.3. Ứng dụng hệ thống Thermo Polaris Q………………………………73 5.3 GCMS với độ phân giải cao (HRGC/HRMS)-CASE………………………….74 5.4 Xác định hàm lượng Diethylene Glycol, Ethylene Glycol có trong kem đánh răng bằng phương pháp GC-MS…………………………………………………………75 5.4.1 Mở Đầu………………………………………………………………75 5.4.2 Nội dung tiến hành………………………………………………….75 5.4.3 Kết Luận…………………………………………………………… 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….81 4 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ SẮC KÝ KHÍ 1.1 Khái niệm và phân loại Sắc kí (IUPAC-1993): là một phương pháp tách trong đó các cấu tử được tách được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnh đứng yên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định. Sắc ký khí (GC- Gas Chromatography) là một phương pháp sắc ký mà pha động là chất khí hoặc ở dạng hơi và pha tĩnh chứa trong cột là một chất rắn hoặc chất lỏng phủ trên bề mặt chất mang dạng rắn hay phủ đều lên thành phía trong của cột tạo lớp màng phim mỏng. Cơ sở tách bằng sắc kí khí là sự phân bố của mẫu giữa hai pha: pha tĩnh có bề mặt tiếp xúc lớn, pha động là khí thấm qua toàn bề mặt tĩnh đó. GC chia làm 2 loại: – Sắc kí khí-rắn(GSC- Gas Solid Chromatography): pha tĩnh là chất rắn. Chất rắn nhồi cột thường là silicagel, rây phân tử hoặc than hoạt tính. Cơ chế tách chủ yếu là hấp phụ. – Sắc kí khí-lỏng(GLC- Gas Liquid Chromatography): pha tĩnh là lỏng. Chất lỏng bao bọc quanh bề mặt một chất rắn trơ, gọi là chất mang, tạo nên một lớp phim mỏng. Cơ chế tách là sự phân bố của mẫu trong và ngoài lớp phim mỏng. Mỗi thành phần của hỗn hợp trong pha động khi đi qua pha tĩnh sẽ tương tác với pha tĩnh bằng ái lực, ái lực của mỗi chất với pha tĩnh là khác nhau, chất có cái lực yếu với pha tĩnh sẽ thoát ra khỏi cột trước và chất có ái lực mạnh với pha tĩnh sẽ ra khỏi cột sau. Đó là đặc trưng cơ bản của pha động và pha tĩnh, hơn nữa quá trình chia tách có thể xảy ra bởi sự thay đổi nhiệt độ của pha tĩnh hoặc là áp suất của pha động. 1.2 Vài nét lịch sử 1905 Ramsey tách hỗn hợp khí và hơi dựa trên cơ sở hấp phụ của than hoạt tính. 1906 Tswett tách các sắc tố thực vật trên cột và gọi quá trình tách là ‘sắc kí’. 1941 Martin và Synge (giải thưởng Nobel) trình bày lý thuyết đĩa trong chưng cất và chiết suất ngược dòng. Trên cơ sở đó James và Martin đề xuất ra sắc kí khí-lỏng (1952). Từ đó đến nay GC ngày càng hoàn thiện. Đến năm 1968 đã có khoảng 18000 công trình về GC. Những năm gần đây được sự hỗ trợ của công nghệ điện tử và tin học, GC đạt được nhiều thành tựu hơn nữa. 1.3 Cơ sở lý thuyết chung của sắc ký khí 1.3.1 Quá trình sắc kí Sắc kí là một kỹ thuật tách trong đó các cấu tử cần tách trong một hỗn hợp mẫu được vận chuyển bởi pha động đi qua pha tĩnh. Mẫu đi vào tướng động được mang theo dọc hệ thống sắc kí (cột, bản phẳng) có chứa pha tĩnh phân bố đều khắp. 5 Pha động có thể là pha lỏng hoặc khí, pha tĩnh có thể là một lớp phim được phủ trên bề mặt của chất mang trơ hoặc một bề mặt rắn. Sự tương tác xảy ra giữa các cấu tử với pha tĩnh nhờ đó các cấu tử sẽ phân bố giữa pha động và pha tĩnh. Sự ái lực khác nhau của các chất tan trên pha tĩnh làm chúng di chuyển với những vận tốc khác nhau trong pha động của hệ thống sắc kí. Kết quả là chúng được tách thành những dải trong pha động và vào lúc cuối của quá trình các cấu tử lần lượt hiện ra theo trật tự tương tác với pha tĩnh. Cấu tử di chuyển chậm (tương tác yếu) ra trước, cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn ra sau dưới dạng các đỉnh (pic) tách riêng rẻ (hoặc bậc thang) tùy thuộc vào cách tiến hành sắc kí và được hiển thị dưới dạng sắc kí đồ. Hình minh họa một quá trình tách một hỗn hợp đơn giản gồm hai chất A và B (lực tương tác với pha tĩnh của A < B) theo thời gian. Mẫu chứa A và B được tiêm vào cột. Khi cho một chất rửa giải bắt đầu chảy qua cột, phần của mẫu được hòa tan trong pha động được di chuyển tại phần đầu của cột (tại thời điểm t 0 ). Ở đây các cấu tử A và B tự phân bố giữa hai pha. Tiếp tục cho pha động đi qua cột thì nó sẽ đẩy phần hòa tan này chạy xuống dưới và một sự phân bố mới giữa pha động và pha tĩnh sẽ xảy ra (thời điểm t1). Đồng thời sự phân bố giữa dung môi mới và pha tĩnh cũng diễn ra tại vị trí của mẫu lúc đầu. Việc thêm tiếp dung môi sẽ mang các phân tử hòa tan chạy xuống cột trong một loạt liên tiếp các chuyển biến giữa hai pha. Bởi vì sự di chuyển của chất tan chỉ xảy ra trong pha động, nên tốc độ trung bình của sự di chuyển chất tan phụ thuộc vào phần thời gian chất tan ấy nằm trong pha đó. Phần thời gian này là nhỏ đối với chất tan bị lưu giữ mạnh bởi pha tĩnh (cấu tử B trong ví dụ trên) và lớn đối với chất tan (cấu tử A) có sự lưu giữ trong pha động mạnh hơn. Sau một thời gian các phân tử chất A và B dần dần được tách khỏi nhau. Nếu đặt một detector có khả năng phát hiện được các chất tan (cấu tử A và B) tại cuối cột tách và tín hiệu của nó được vẽ lại như một hàm của thời gian (hoặc thể tích được thêm vào) thì một loạt pic đối xứng sẽ được ghi lại và được gọi là sắc kí đồ. Vị trí của các pic theo thời gian được dùng để nhận diện định tính và diện tích của peak được dùng cho phép phân tích định lượng của cấu tử đang xét. 6 Hình 1. Quá trình tách sắc kí trên cột của hai chất A và B 1.3.2 Các phương pháp tiến hành tách sắc kí Để thực hiện tách sắc kí người ta có thể sử dụng một trong ba phương pháp sau: 1.3.2.1. Phương pháp rửa giải Kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi nhất trong các phương pháp sắc kí hiện nay. Một lượng nhỏ hỗn hợp mẫu được giới thiệu vào cột với pha động có ái lực với pha tĩnh bé hơn so với bất kì cấu tử cần tách có trong mẫu. Vì thế các cấu tử cần tách di chuyển với tốc độ chậm hơn so với chất rửa giải. Tốc độ này được xác định bởi ái lực tương đối của mỗi cấu tử lên pha tĩnh so với pha động, đó chính là hệ số phân bố K = Csp/Cmp. Ở đây Csp, Cmp là nồng độ của cấu tử đang xét trên pha tĩnh và trong pha động. Các cấu tử được rửa giải theo trật tự ái lực của chúng nhưng tốc độ di chuyển tương đối của chúng phụ thuộc vào tương tác 3 thành phần giữa chúng với pha động, với pha tĩnh và giữa pha động với pha tĩnh. Bởi vì các cấu tử được tách khỏi nhau với một vùng pha động ở giữa chúng nên phương pháp này được sử dụng trong các phép tách với mục đích phân tích. Pha động có thể không thay đổi thành phần dung môi trong suốt quá trình rửa giải; có thể thay đổi dung môi rửa giải sau một thời gian định trước (rửa giải theo từng giai đoạn); cũng có thể không thay đổi các dung môi tạo nên pha động nhưng thay đổi nồng độ của các thành phần có trong pha động sau một thời gian định trước (rửa giải gradient). 7 1.3.2.2. Phương pháp tiền lưu Hỗn hợp cần tách gồm các chất A, B và C được cho chảy liên tục vào phần trên của cột, trong đó A là cấu tử có ái lực yếu nhất với pha tĩnh. Do các cấu tử A, B và C bị lưu giữ trên cột, nên trước hết từ cột chảy ra chỉ có dung môi. A do có lực tương tác trên cột yếu nhất sẽ di chuyển xuống dưới còn các cấu tử có ái lực mạnh hơn A bị pha tĩnh giữ ở phần trên của cột. Do dung dượng có hạn của pha tĩnh nên khi vượt dung lượng này thì cấu tử A sẽ di chuyển dọc theo cột và ra khỏi cột ở dạng nguyên chất sau đó là hỗn hợp của các thành phần tiếp theo A+B rồi A+B+C. Phương pháp tiền lưu ít được dùng do không thực hiện được việc tách hoàn toàn các cấu tử, đặc biệt khi sử dụng sự tách sắc kí vào mục đích phân tích. 1.3.2.3. Phương pháp thế đẩy Mẫu được cho vào cột, dùng dung môi rửa giải có ái lực với pha tĩnh mạnh hơn bất kì một cấu tử nào của hỗn hợp tách để đẩy các cấu tử cần tách thoát ra khỏi cột. Cấu tử thoát ra khỏi cột đầu tiên là cấu tử tương tác yếu nhất với pha tĩnh, sau đó đến các cấu tử khác có ái lực với pha tĩnh tăng dần. Phương pháp này tạo nên các dải rửa giải không hoàn toàn được tách khỏi nhau: có dải thu được chất nguyên chất nhưng có dải giữa các dải nguyên chất thì gồm hỗn hợp của chúng. Trong thực hành phòng thí nghiệm để tách các hỗn hợp phức tạp người ta thường hay dùng hơn cả là phương pháp rửa giải. Hình 2. Các phương pháp rửa giải, tiền lưu, thế đẩy 8 1.3.3 Đặc tính sắc kí của chất tan 1.3.3.1. Tính chất lưu giữ Tính chất lưu giữ phản ánh sự phân bố của chất tan giữa pha tĩnh và pha động và được biểu thị bằng các đại lượng thể tích lưu hay thời gian lưu. – Thể tích lưu V R là thể tích pha động cần thiết để vận chuyển chất tan i từ thời điểm đưa mẫu vào, đi qua cột và đến detectơ (trên sắc kí đồ là điểm cực đại của peak). – Thời gian lưu t R là thời gian từ lúc chất tan i được nạp vào cột tách ở bộ phận tiêm mẫu cho đến lúc chất ra khỏi cột ở thời điểm có nồng độ cực đại. Thể tích lưu có thể nhận được trực tiếp từ thời gian lưu tR trên sắc kí đồ bằng cách nhân với tốc độ thể tích dòng Fc (thể tích của pha động trên một đơn vị thời gian): Tốc độ dòng được tính theo các thông số của cột như sau: – d c là đường kính của cột, – L là chiều dài cột, – εt là độ rỗng toàn phần của chất nhồi cột (độ rỗng của chất nhồi cột biểu thị tỉ số thể tích kẽ hở của chất nhồi và thể tích khối toàn phần của nó: đối với chất nhồi rắn = 0.35 – 0.45, chất nhồi xốp = 0.70 – 0.90, cột mao quản = 1.0), – V c là thể tích bên trong cột. Tốc độ tuyến tính trung bình u của sự dịch chuyển chất tan là: Tốc độ tuyến tính trung bình u của pha động là: Ở đây t M hay t o là thời gian không bị lưu giữ của chất tan (thời gian chất tan lưu trong pha động). Trong sắc kí khí, t M được lấy bằng thời gian cần thiết cho CH 4 di chuyển đi qua cột. Tương ứng t M hay to có thể tích V M (hoặc V o ) biểu thị thể tích trống của cột (bao gồm cả thể tích của bộ phận tiêm mẫu (injector), thể tích các đoạn ống nối, thể tích rỗng của chính cột và thể tích detector). Thể tích lưu hiệu chỉnh V’ R hoặc thời gian lưu hiệu chỉnh t’ R được cho bởi: V’ R = V R –V M hoặc t’R = t R – t M (thời gian không bị lưu giữ của chất tan gần đúng được xem như là thời gian lưu của pha động). 9 Hình 3. Sắc kí đồ minh họa các thời gian lưu t (hoặc thể tích lưu) và độ rộng của đáy peak W của chất tan không bị lưu giữ M và của 2 chất bị lưu giữ 1 và 2 1.3.3.2. Hệ số phân bố K (Partition coefficient) Mỗi cấu tử hoặc chất tan được phân bố giữa 2 pha với một cân bằng được thiết lập và tất cả các quá trình tách sắc kí được dựa trên sự khác nhau về khả năng phân bố của chất tan giữa pha động và pha tĩnh. Khi chất tan đi vào hệ thống sắc kí, nó ngay lập tức phân bố giữa các pha động và pha tĩnh. Giả thiết nếu pha động dừng lại vào bất kì một thời gian nào, chất tan có một sự phân bố cân bằng giữa hai pha, và nồng độ của chất tan ở trong mỗi pha được cho bởi hệ số phân bố nhiệt động: Ở đây C s và C M là nồng độ chất tan trong pha tĩnh và pha động tương ứng. Trường hợp khi K = 1 thì chất tan được phân bố bằng nhau giữa hai pha. Hệ số phân bố xác định tốc độ trung bình của mỗi vùng chất tan (chính xác là tâm vùng) do pha động vận chuyển khi nó đi qua cột. Đối với peak đối xứng, khi cực đại pic xuất hiện ở lối ra của cột, một nửa lượng chất tan đã được rửa khỏi cột trong thể tích lưu V R và một nửa còn lại được phân bố giữa thể tích pha động V M và thể tích pha tĩnh V s : V R C M = V M C M + V s C s hay V R = V M + KV s hay V R – V M = KV s Phương trình này đúng với cột phân bố lỏng, còn đối với cột hấp phụ, V s phải thay bằng S s là diện tích bề mặt của chất hấp thụ. 1.3.3.3. Hệ số dung lượng k’ (The capacity factor) Hệ số dung lượng k’ là thông số thực nghiệm quan trọng trong sắc kí cột được sử dụng rộng rải để mô tả các tốc độ dịch chuyển của các chất tan trên cột. Cho một chất tan, hệ số dung lượng k’ được định nghĩa như là tỉ số mol chất tan trong pha tĩnh và số mol chất tan trong pha động: 10 Tỉ số V M /V s được gọi là tỉ số thể tích pha Hệ số dung lượng còn được định nghĩa là tỉ số giữa thời gian của chất tan lưu lại trên pha tĩnh và thời gian cần để chất tan đó di chuyển trong pha động suốt chiều dài của cột nếu không bị lưu giữ t M. Khi k’ cho một chất tan nhỏ hơn 1 nhiều, sự rửa giải xảy ra rất nhanh nên việc xác định thời gian lưu là rất khó. Còn khi k’ khoảng 20 đến 30 thì thời gian rửa giải sẽ bị kéo dài. Vì vậy các phép tách nên được thực hiện ở những điều kiện mà các k’ của các chất tan nằm trong khoảng giá trị từ 1 đến 5. Giá trị k’ trong sắc kí khí có thể được thay đổi bởi việc thay đổi nhiệt độ và cách nhồi cột. Còn trong sắc kí lỏng, k’ thường được điều khiển để cho phép tách tốt hơn bởi thay đổi thành phần pha động và pha tĩnh. 1.3.3.4. Hệ số chọn lọc (The selectivity factor) Khả năng của một pha tĩnh tách 2 cấu tử A và B (B là cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn) được xác định bởi tỉ số phân bố tương đối của chúng và cũng là những hệ số lưu giữ của chúng đối với một pha tĩnh đã cho. Hệ số chọn lọc α là một hàm của sự lưu giữ tương đối của mỗi cấu tử trên pha tĩnh Hệ số chọn lọc của một cặp dải (pic) gần nhau là một hàm phụ thuộc vào loại pha tĩnh được sử dụng, pha động và nhiệt độ của cột. Để cho một sự tách được tốt thì α nên có gía trị lớn hơn 1. Hai chất cần tách càng tách ra xa khỏi nhau khi α càng lớn nhưng nếu quá lớn thì thời gian phân tích càng kéo dài, α nên trong khoảng từ 1,05 đến 2,0. 1.3.3.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự lưu giữ Tốc độ di chuyển của một dải chất tan qua một cột hay một đĩa sắc kí lớp mỏng phụ thuộc vào sự phân bố của các phân tử chất tan giữa pha tĩnh và pha động. Những nhân tố ảnh hưởng đến sự phân bố hay sự lưu giữ là: – Thành phần và tính chất của pha động – Kiểu và tính chất của pha tĩnh – Các lực tương tác các phân tử giữa các cấu tử của pha động và pha tĩnh – Nhiệt độ Hai yếu tố góp phần để tách tốt các hợp chất bởi sắc kí là: […]… và chịu được nhiệt độ cao dụng 2 loại cột: cột nhồi và cột mao quản Tùy theo loại mẫu, độ phức tạp của mẫu và loại máy sắc ký mà chọn cột nhồi hay cột mao quản Tùy theo loại cột tách sử dụng mà bộ phận tiêm mẫu (Injector) và đầu dò(Detector) cũng khác nhau Hình 11 Cột nhồi và cột mao quản 2.4.1 Cột nhồi (packed column): pha tĩnh được nhồi vào trong cột Hình 12 Cấu tạọ của một số cột sắc. .. dùng khí mang là N2 Đặc điểm một vài loại khí mang phổ biến: He, Ar: là khí trơ hóa học rất thích hợp cho sắc kí ở nhiệt độ cao Trong đó He là khí mang thông dụng nhất và thích hợp với hầu hết các detector dùng cho và thời gian phân tích ngắn, khi tăng tốc độ dòng lớn hơn nhiều tốc độ dòng tối ưu nhưng hiệu suất (chiều cao đĩa lý thuyết) giảm rất ít Tuy nhiên dùng khí. .. của khí mang đối với khí mang như các hydrocarbon, oxy, nước không chỉ làm tăng tín hiệu nhiễu đường nền mà còn ảnh hưởng đến detector và tương tác với pha tĩnh làm hỏng cột, do đó khí mang cần phải qua các bộ lọc để loại bỏ oxy, nước và vết các chất hữu cơ trước khi vào cột tách Độ tinh khiết của khí mang tốt nhất phải lớn hơn 99,995% Thiết bị sử dụng để cung cấp khí. .. nếu áp suất đi vào thiết bị không đổi thì tốc độ dòng sẽ 20 không 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 2.2.2 Khí mang Khí mang lý tưởng dùng cho sắc ký phải là khí trơ (He, Ar, N2, CO2 và H2), có độ tinh khiết cao 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… chứa khí hoặc các thiết bị sinh khí (thiết bị tách khí N2 từ không khí, thiết bị cung cấp khí H2 từ nước cất,…) 2.3 Hệ thống tiêm mẫu (Sample Injection system) Có 2 cách đưa mẫu vào cột là tiêm mẫu thủ công và tiêm mẫu tự động (Autosampler) có hoặc không có bộ phận hóa hơi – headspace 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. .. điện và độ nhớt của một số khí mang Khí mang thường dùng là tùy thuộc vào detector sử dụng Khi lựa chọn cần chú đến detector đang sử dụng như sau: – Detector đo độ dẫn : khí mang có độ dẫn cao như H2, He Khí He có ưu điểm không nguy hiểm – Detector ion hóa ngọn lửa : khí mang N2 do rẻ và không nhuy hiểm nhưng trong trường hợp ghép nối với các thiết bị khác, ví dụ ghép nối với khối phổ phải dùng khí. .. oxy không khí, không dùng được cho detector khối phổ và là tác nhân phản ứng với các hợp chất không bão hòa trên bề mặt kim loại 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… các thiết bị sắc kí khí với các thông số như nhiệt độ của cột, tốc độ dòng, tiêm mẫu, được điều khiển bằng máy tính với giá cả vừa phải; và có lẽ quan trọng nhất là sự phát triển của các cột có khả năng tách những mẫu phức tạp có chứa nhiều cấu tử trong một khoảng thời gian ngắn Hình 8 Sơ đồ khối của một khí mang 2.2.1 Hệ thống cấp khí mang Hệ thống cung cấp khí mang bao… đổi nhiệt độ 19 – Các phương pháp để giảm chiều cao của đĩa lý thuyết được đề cập bên dưới, bao gồm giảm kích thước hạt nhồi, đường kính của cột 2 HỆ THỐNG SẮC KÝ KHÍ 2.1 Thiết bị  Hiện nay, hơn 30 nhà sản xuất cung cấp ra thị trường khoảng 150 mẫu khác nhau của thiết bị sắc kí khí  Trong thập niên 70, các bộ tích phân kế điện tử và xử lý số liệu dựa trên máy tính trở nên thông dụng  Thập niên 80… mang trong sắc ký cột nhồi được tạo từ diatomite Loại chất mang đầu tiên dùng trong dụng Chromosorb A dùng ở qui mô điều chế, có khả năng giữ tốt pha lỏng (tối đa đến 25%), có cấu trúc khó bị phá vở và có bề mặt khá trơ Thường được sản xuất ở kích thước 10/20, 20/30 và 30/40 mesh Sử dụng cho. tỉ lệ giữa các dung môi của pha động. Cải thiện Rs nhờ hệ số dung lượng Thường sự tách có thể được cải thiện một cách đáng kể bằng việc thay đổi hệ số dung lượng k’. Nói chung, sự tăng giá. thành phần dung môi trong suốt quá trình rửa giải; có thể thay đổi dung môi rửa giải sau một thời gian định trước (rửa giải theo từng giai đoạn); cũng có thể không thay đổi các dung môi tạo. cột chảy ra chỉ có dung môi. A do có lực tương tác trên cột yếu nhất sẽ di chuyển xuống dưới còn các cấu tử có ái lực mạnh hơn A bị pha tĩnh giữ ở phần trên của cột. Do dung dượng có hạn của

Bài trình bày chi tiết về phương pháp phân tích sắc ký khí (GC) và ứng dụng. 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOATHUẬT HÓA HỌC TIỂU LUẬN MÔN HỌC CÁCPHÂN TÍCH CÔNG CỤ ĐỀ TÀI: “PHƯƠNGDỤNG” HVTH: Nguyễn Thế Quân MSHV: 12144445 GVHD: TS. Huỳnh Khánh Duy TPHCM, tháng 1 năm 2014 2 MỤC LỤC 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ1.1 Khái niệmphân loại……………………………………………………………4 1.2. Vài nét lịch sử…………………………………………………………………… 4 1.3 Cơ sở lý thuyết chung củakhí…………………………………………… 4 1.3.1 Quá trìnhkí………………………………………………………… 4 1.3.2 Cáctiến hành táchkí………………………………… 5 1.3.4 Sự doãng rộng của pichiệu lực tách…………………………………11 1.3.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu lực tách của cột……………………… 13 1.3.6 Độ phân giải của cột …………………………………………………….17 2. HỆ THỐNG2.1.Thiết bị……………………………………………………………………………20 2.2 Hệ thống cấpmang………………………………………………………….20 2.2.1 Hệ thống cấpmang…………………………………………………20 2.2.2mang……………………………………………………………… 21 2.3 Hệ thống tiêm mẫu……………………………………………………………….22 2.3.1 Buồng tiêmcho cột nhồi…………………………………………23 2.3.2 Buồng tiêmcho cột mao quản………………………………… 23 2.4. Cộtký……………………………………………………………………….25 2.4.1 Cột nhồi……………………………………………………………… 26 2.4.2 Cột mao quản………………………………………………………….29 2.4.3 Pha tĩnh ……………………………………………………………… 33 2.5 Lò cột ……………………………………………………………………………42 2.6. Đầu dò……………………………………………………………….………….44 2.6.1 Dectector dẫn nhiệt (thermal conductivity dectector)……………….45 2.6.2 Detector ion hóa ngọn lửa (flame-ionization detector) …………… 47 2.6.3 Detector cộng kết điện tử (electron capture dtector) ……………… 49 2.6.4 Detector phát xạ nguyên tử (atomic-emission detector) ……………52 2.6.5 Detector quang kế ngọn lửa (flame photometric GC detector) …….53 2.6.6 Detector quang hóa ion (photoionization detector) ……………… 54 2.6.7 Chemiluminescence Spectroscopy………………………………… 55 2.6.8 Detector Nitơ-photpho NPD …………………………………………56 2.6.9 Detector khối phổ…………………………………………………….57 3 2.6.10 Các thông số quan trọng của detector……………………………… 59 2.7. Hệ thống ghi nhậnxử lý số liệu…………………………………………….61 3. TIẾN TRÌNH PHÂN TÍCH3.1 Xác định mục tiêu phân tích………………………………………………… 61 3.2 Chuẩn bị mẫu……………………………………………………………………62 3.3 Chọn Detector……………………………………………………………………62 3.4 Chọn cột………………………………………………………………………….63 3.5 Chọntiêm mẫu……………………………………………………64 3.6 Chương trình hóa nhiệt độáp suất………………………………………… 64 4.ĐỊNH TÍNHĐỊNH LƯỢNG BẰNG GC 4.1 Phân tích định tính………………………………………………………………67 4.2 Phân tích định lượng…………………………………………………………….67 4.2.1 Một số nguyên nhân gây ra sai số…………………………………….68 4.2.2 Cáctính toán định lượng……………………………….68 5.CỦA GC 5.1của GC tại CASE ……………………………………………………70 5.2 Hệ thốngghép khối phổ đầu dò Ion Trap(CASE)…………………71 5.2.1. Nguyên tắc hoạt động GCMS……………………………………… 71 5.2.2. Cấu tạo đầu dò khối phổ đầu dò bẫy ion (Ion trap)……………… 72 5.2.3.hệ thống Thermo Polaris Q………………………………73 5.3 GCMS với độ phân giải cao (HRGC/HRMS)-CASE………………………….74 5.4 Xác định hàm lượng Diethylene Glycol, Ethylene Glycol có trong kem đánh răng bằngGC-MS…………………………………………………………75 5.4.1 Mở Đầu………………………………………………………………75 5.4.2 Nộitiến hành………………………………………………….75 5.4.3 Kết Luận…………………………………………………………… 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………….81 4 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ1.1 Khái niệmphân loạikí (IUPAC-1993): là mộttách trong đó các cấu tử được tách được phân bố giữa hai pha, một trong hai pha là pha tĩnhyên còn pha kia chuyển động theo một hướng xác định.(GC- Gas Chromatography) là mộtmà pha động là chấthoặc ở dạng hơipha tĩnh chứa trong cột là một chất rắn hoặc chất lỏng phủ trên bề mặt chất mang dạng rắn hay phủ đều lên thành phía trong của cột tạo lớp màng phim mỏng. Cơ sở tách bằngkílà sự phân bố của mẫu giữa hai pha: pha tĩnh có bề mặt tiếp xúc lớn, pha động làthấm qua toàn bề mặt tĩnh đó. GC chia làm 2 loại: -kí khí-rắn(GSC- Gas Solid Chromatography): pha tĩnh là chất rắn. Chất rắn nhồi cột thường là silicagel, rây phân tử hoặc than hoạt tính. Cơ chế tách chủ yếu là hấp phụ. -kí khí-lỏng(GLC- Gas Liquid Chromatography): pha tĩnh là lỏng. Chất lỏng bao bọc quanh bề mặt một chất rắn trơ, gọi là chất mang, tạo nên một lớp phim mỏng. Cơ chế tách là sự phân bố của mẫu trongngoài lớp phim mỏng. Mỗi thành phần của hỗn hợp trong pha độngđi qua pha tĩnh sẽ tương tác với pha tĩnh bằng ái lực, ái lực của mỗi chất với pha tĩnh là khác nhau, chất có cái lực yếu với pha tĩnh sẽ thoát ra khỏi cột trướcchất có ái lực mạnh với pha tĩnh sẽ ra khỏi cột sau. Đó là đặc trưng cơ bản của pha độngpha tĩnh, hơn nữa quá trình chia tách có thể xảy ra bởi sự thay đổi nhiệt độ của pha tĩnh hoặc là áp suất của pha động. 1.2 Vài nét lịch sử 1905 Ramsey tách hỗn hợphơi dựa trên cơ sở hấp phụ của than hoạt tính. 1906 Tswett tách cáctố thực vật trên cộtgọi quá trình tách là ‘sắc kí’. 1941 MartinSynge (giải thưởng Nobel) trình bày lý thuyết đĩa trong chưng cấtchiết suất ngược dòng. Trên cơ sở đó JamesMartin đề xuất rakí khí-lỏng (1952). Từ đó đến nay GC ngày càng hoàn thiện. Đến năm 1968 đã có khoảng 18000 công trình về GC. Những năm gần đây được sự hỗ trợ của công nghệ điện tửtin học, GC đạt được nhiều thành tựu hơn nữa. 1.3 Cơ sở lý thuyết chung của1.3.1 Quá trìnhkíkí là mộtthuật tách trong đó các cấu tử cần tách trong một hỗn hợp mẫu được vận chuyển bởi pha động đi qua pha tĩnh. Mẫu đi vào tướng động được mang theo dọc hệ thốngkí (cột, bản phẳng) có chứa pha tĩnh phân bố đều khắp. 5 Pha động có thể là pha lỏng hoặc khí, pha tĩnh có thể là một lớp phim được phủ trên bề mặt của chất mang trơ hoặc một bề mặt rắn. Sự tương tác xảy ra giữa các cấu tử với pha tĩnh nhờ đó các cấu tử sẽ phân bố giữa pha độngpha tĩnh. Sự ái lực khác nhau của các chất tan trên pha tĩnh làm chúng di chuyển với những vận tốc khác nhau trong pha động của hệ thốngkí. Kết quả là chúng được tách thành những dải trong pha độngvào lúc cuối của quá trình các cấu tử lần lượt hiện ra theo trật tự tương tác với pha tĩnh. Cấu tử di chuyển chậm (tương tác yếu) ra trước, cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn ra sau dưới dạng các đỉnh (pic) tách riêng rẻ (hoặc bậc thang) tùy thuộc vào cách tiến hànhkíđược hiển thị dưới dạngkí đồ. Hình minh họa một quá trình tách một hỗn hợp đơn giản gồm hai chất AB (lực tương tác với pha tĩnh của A < B) theo thời gian. Mẫu chứa AB được tiêm vào cột.cho một chất rửa giải bắt đầu chảy qua cột, phần của mẫu được hòa tan trong pha động được di chuyển tại phần đầu của cột (tại thời điểm t 0 ). Ở đây các cấu tử AB tự phân bố giữa hai pha. Tiếp tục cho pha động đi qua cột thì nó sẽ đẩy phần hòa tan này chạy xuống dướimột sự phân bố mới giữa pha độngpha tĩnh sẽ xảy ra (thời điểm t1). Đồng thời sự phân bố giữamôi mớipha tĩnh cũng diễn ra tại vị trí của mẫu lúc đầu. Việc thêm tiếpmôi sẽ mang các phân tử hòa tan chạy xuống cột trong một loạt liên tiếp các chuyển biến giữa hai pha. Bởi vì sự di chuyển của chất tan chỉ xảy ra trong pha động, nên tốc độ trung bình của sự di chuyển chất tan phụ thuộc vào phần thời gian chất tan ấy nằm trong pha đó. Phần thời gian này là nhỏ đối với chất tan bị lưu giữ mạnh bởi pha tĩnh (cấu tử B trong ví dụ trên)lớn đối với chất tan (cấu tử A) có sự lưu giữ trong pha động mạnh hơn. Sau một thời gian các phân tử chất AB dần dần được tách khỏi nhau. Nếu đặt một detector có khả năng phát hiện được các chất tan (cấu tử AB) tại cuối cột táchtín hiệu của nó được vẽ lại như một hàm của thời gian (hoặc thể tích được thêm vào) thì một loạt pic đối xứng sẽ được ghi lạiđược gọi làkí đồ. Vị trí của các pic theo thời gian đượcđể nhận diện định tínhdiện tích của peak đượccho phép phân tích định lượng của cấu tử đang xét. 6 Hình 1. Quá trình táchkí trên cột của hai chất AB 1.3.2 Cáctiến hành táchkí Để thực hiện táchkí người ta có thể sửmột trong basau: 1.3.2.1.rửa giảithuật này được sửrộng rãi nhất trong cáckí hiện nay. Một lượng nhỏ hỗn hợp mẫu được giới thiệu vào cột với pha động có ái lực với pha tĩnh bé hơn so với bất kì cấu tử cần tách có trong mẫu. Vì thế các cấu tử cần tách di chuyển với tốc độ chậm hơn so với chất rửa giải. Tốc độ này được xác định bởi ái lực tương đối của mỗi cấu tử lên pha tĩnh so với pha động, đó chính là hệ số phân bố K = Csp/Cmp. Ở đây Csp, Cmp là nồng độ của cấu tử đang xét trên pha tĩnhtrong pha động. Các cấu tử được rửa giải theo trật tự ái lực của chúng nhưng tốc độ di chuyển tương đối của chúng phụ thuộc vào tương tác 3 thành phần giữa chúng với pha động, với pha tĩnhgiữa pha động với pha tĩnh. Bởi vì các cấu tử được tách khỏi nhau với một vùng pha động ở giữa chúng nênnày được sửtrong các phép tách với mục đích phân tích. Pha động có thể không thay đổi thành phầnmôi trong suốt quá trình rửa giải; có thể thay đổimôi rửa giải sau một thời gian định trước (rửa giải theo từng giai đoạn); cũng có thể không thay đổi cácmôi tạo nên pha động nhưng thay đổi nồng độ của các thành phần có trong pha động sau một thời gian định trước (rửa giải gradient). 7 1.3.2.2.tiền lưu Hỗn hợp cần tách gồm các chất A, BC được cho chảy liên tục vào phần trên của cột, trong đó A là cấu tử có ái lực yếu nhất với pha tĩnh. Do các cấu tử A, BC bị lưu giữ trên cột, nên trước hết từ cột chảy ra chỉ cómôi. A do có lực tương tác trên cột yếu nhất sẽ di chuyển xuống dưới còn các cấu tử có ái lực mạnh hơn A bị pha tĩnh giữ ở phần trên của cột. Dodượng có hạn của pha tĩnh nênvượtlượng này thì cấu tử A sẽ di chuyển dọc theo cộtra khỏi cột ở dạng nguyên chất sau đó là hỗn hợp của các thành phần tiếp theo A+B rồi A+B+C.tiền lưu ít đượcdo không thực hiện được việc tách hoàn toàn các cấu tử, đặc biệtsửsự táchkí vào mục đích phân tích. 1.3.2.3.thế đẩy Mẫu được cho vào cột,môi rửa giải có ái lực với pha tĩnh mạnh hơn bất kì một cấu tử nào của hỗn hợp tách để đẩy các cấu tử cần tách thoát ra khỏi cột. Cấu tử thoát ra khỏi cột đầu tiên là cấu tử tương tác yếu nhất với pha tĩnh, sau đó đến các cấu tử khác có ái lực với pha tĩnh tăng dần.này tạo nên các dải rửa giải không hoàn toàn được tách khỏi nhau: có dải thu được chất nguyên chất nhưng có dải giữa các dải nguyên chất thì gồm hỗn hợp của chúng. Trong thực hành phòng thí nghiệm để tách các hỗn hợp phức tạp người ta thường hayhơn cả làrửa giải. Hình 2. Cácrửa giải, tiền lưu, thế đẩy 8 1.3.3 Đặc tínhkí của chất tan 1.3.3.1. Tính chất lưu giữ Tính chất lưu giữ phản ánh sự phân bố của chất tan giữa pha tĩnhpha độngđược biểu thị bằng các đại lượng thể tích lưu hay thời gian lưu. - Thể tích lưu V R là thể tích pha động cần thiết để vận chuyển chất tan i từ thời điểm đưa mẫu vào, đi qua cộtđến detectơ (trênkí đồ là điểm cực đại của peak). - Thời gian lưu t R là thời gian từ lúc chất tan i được nạp vào cột tách ở bộ phận tiêm mẫu cho đến lúc chất ra khỏi cột ở thời điểm có nồng độ cực đại. Thể tích lưu có thể nhận được trực tiếp từ thời gian lưu tR trênkí đồ bằng cách nhân với tốc độ thể tích dòng Fc (thể tích của pha động trên một đơn vị thời gian): Tốc độ dòng được tính theo các thông số của cột như sau: - d c là đường kính của cột, - L là chiều dài cột, - εt là độ rỗng toàn phần của chất nhồi cột (độ rỗng của chất nhồi cột biểu thị tỉ số thể tích kẽ hở của chất nhồithể tích khối toàn phần của nó: đối với chất nhồi rắn = 0.35 - 0.45, chất nhồi xốp = 0.70 - 0.90, cột mao quản = 1.0), - V c là thể tích bên trong cột. Tốc độ tuyến tính trung bình u của sự dịch chuyển chất tan là: Tốc độ tuyến tính trung bình u của pha động là: Ở đây t M hay t o là thời gian không bị lưu giữ của chất tan (thời gian chất tan lưu trong pha động). Trongkí khí, t M được lấy bằng thời gian cần thiết cho CH 4 di chuyển đi qua cột. Tươngt M hay to có thể tích V M (hoặc V o ) biểu thị thể tích trống của cột (bao gồm cả thể tích của bộ phận tiêm mẫu (injector), thể tích các đoạn ống nối, thể tích rỗng của chính cộtthể tích detector). Thể tích lưu hiệu chỉnh V’ R hoặc thời gian lưu hiệu chỉnh t’ R được cho bởi: V’ R = V R –V M hoặc t’R = t R – t M (thời gian không bị lưu giữ của chất tan gầnđược xem như là thời gian lưu của pha động). 9 Hình 3.kí đồ minh họa các thời gian lưu t (hoặc thể tích lưu)độ rộng của đáy peak W của chất tan không bị lưu giữ Mcủa 2 chất bị lưu giữ 12 1.3.3.2. Hệ số phân bố K (Partition coefficient) Mỗi cấu tử hoặc chất tan được phân bố giữa 2 pha với một cân bằng được thiết lậptất cả các quá trình táchkí được dựa trên sự khác nhau về khả năng phân bố của chất tan giữa pha độngpha tĩnh.chất tan đi vào hệ thốngkí, nó ngay lập tức phân bố giữa các pha độngpha tĩnh. Giả thiết nếu pha độnglại vào bất kì một thời gian nào, chất tan có một sự phân bố cân bằng giữa hai pha,nồng độ của chất tan ở trong mỗi pha được cho bởi hệ số phân bố nhiệt động: Ở đây C sC M là nồng độ chất tan trong pha tĩnhpha động tương ứng. Trường hợpK = 1 thì chất tan được phân bố bằng nhau giữa hai pha. Hệ số phân bố xác định tốc độ trung bình của mỗi vùng chất tan (chính xác là tâm vùng) do pha động vận chuyểnnó đi qua cột. Đối với peak đối xứng,cực đại pic xuất hiện ở lối ra của cột, một nửa lượng chất tan đã được rửa khỏi cột trong thể tích lưu V Rmột nửa còn lại được phân bố giữa thể tích pha động V Mthể tích pha tĩnh V s : V R C M = V M C M + V s C s hay V R = V M + KV s hay V R – V M = KV strình nàyvới cột phân bố lỏng, còn đối với cột hấp phụ, V s phải thay bằng S s là diện tích bề mặt của chất hấp thụ. 1.3.3.3. Hệ sốlượng k’ (The capacity factor) Hệ sốlượng k’ là thông số thực nghiệm quan trọng trongkí cột được sửrộng rải để mô tả các tốc độ dịch chuyển của các chất tan trên cột. Cho một chất tan, hệ sốlượng k’ được định nghĩa như là tỉ số mol chất tan trong pha tĩnhsố mol chất tan trong pha động: 10 Tỉ số V M /V s được gọi là tỉ số thể tích pha Hệ sốlượng còn được định nghĩa là tỉ số giữa thời gian của chất tan lưu lại trên pha tĩnhthời gian cần để chất tan đó di chuyển trong pha động suốt chiều dài của cột nếu không bị lưu giữ t M .k’ cho một chất tan nhỏ hơn 1 nhiều, sự rửa giải xảy ra rất nhanh nên việc xác định thời gian lưu là rất khó. Cònk’ khoảng 20 đến 30 thì thời gian rửa giải sẽ bị kéo dài. Vì vậy các phép tách nên được thực hiện ở những điều kiện mà các k’ của các chất tan nằm trong khoảng giá trị từ 1 đến 5. Giá trị k’ trongkícó thể được thay đổi bởi việc thay đổi nhiệt độcách nhồi cột. Còn trongkí lỏng, k’ thường được điều khiển để cho phép tách tốt hơn bởi thay đổi thành phần pha độngpha tĩnh. 1.3.3.4. Hệ số chọn lọc (The selectivity factor) Khả năng của một pha tĩnh tách 2 cấu tử AB (B là cấu tử bị lưu giữ mạnh hơn) được xác định bởi tỉ số phân bố tương đối của chúngcũng là những hệ số lưu giữ của chúng đối với một pha tĩnh đã cho. Hệ số chọn lọc α là một hàm của sự lưu giữ tương đối của mỗi cấu tử trên pha tĩnh Hệ số chọn lọc của một cặp dải (pic) gần nhau là một hàm phụ thuộc vào loại pha tĩnh được sử dụng, pha độngnhiệt độ của cột. Để cho một sự tách được tốt thì α nên có gía trị lớn hơn 1. Hai chất cần tách càng tách ra xa khỏi nhauα càng lớn nhưng nếu quá lớn thì thời gian phân tích càng kéo dài, α nên trong khoảng từ 1,05 đến 2,0. 1.3.3.5. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự lưu giữ Tốc độ di chuyển của một dải chất tan qua một cột hay một đĩakí lớp mỏng phụ thuộc vào sự phân bố của các phân tử chất tan giữa pha tĩnhpha động. Những nhân tố ảnh hưởng đến sự phân bố hay sự lưu giữ là: - Thành phầntính chất của pha động - Kiểutính chất của pha tĩnh - Các lực tương tác các phân tử giữa các cấu tử của pha độngpha tĩnh - Nhiệt độ Hai yếu tố góp phần để tách tốt các hợp chất bởikí là: [...]...chịu được nhiệt độ cao Sắc ký khí sử2 loại cột: cột nhồicột mao quản Tùy theo loại mẫu, độ phức tạp của mẫuloại máymà chọn cột nhồi hay cột mao quản Tùy theo loại cột tách sửmà bộ phận tiêm mẫu (Injector)đầu dò(Detector) cũng khác nhau Hình 11 Cột nhồicột mao quản 2.4.1 Cột nhồi (packed column): pha tĩnh được nhồi vào trong cột Hình 12 Cấu tạọ của một số cột sắc. ..mang là N2 Đặc điểm một vài loạimang phổ biến: He, Ar: làtrơ hóa học rất thích hợp chokí ở nhiệt độ cao Trong đó He làmang thôngnhấtthích hợp với hầu hết các detectorcho sắc ký khí H2 : Hiệu suất tách lớnthời gian phân tích ngắn,tăng tốc độ dòng lớn hơn nhiều tốc độ dòng tối ưu nhưng hiệu suất (chiều cao đĩa lý thuyết) giảm rất ít Tuy nhiênkhí. .. củamang đối với sắc ký khí, tạp chất có trongmang như các hydrocarbon, oxy, nước không chỉ làm tăng tín hiệu nhiễu đường nền mà còn ảnh hưởng đến detectortương tác với pha tĩnh làm hỏng cột, do đómang cần phải qua các bộ lọc để loại bỏ oxy, nướcvết các chất hữu cơ trướcvào cột tách Độ tinh khiết củamang tốt nhất phải lớn hơn 99,995% Thiết bị sửđể cung cấp khí. .. nếu áp suất đi vào thiết bị không đổi thì tốc độ dòng sẽ 20 không đổi Để đo tốc độ dòngngười tathiết bị đo tốc độ dòng (flowmeter) với bọt xà phòngđồng hồ bấm giây 2.2.2mangmang lý tưởngchophải làtrơ (He, Ar, N2, CO2H2), có độ tinh khiết cao Độ giảm áp suất tỉ lệ với độ nhớtmang nên cần chọnmang có độ nhớt thấp cho cột mao quảncột nhồi chặt… chứahoặc các thiết bị sinh(thiết bị táchN2 từ không khí, thiết bị cung cấpH2 từ nước cất,…) 2.3 Hệ thống tiêm mẫu (Sample Injection system) Có 2 cách đưa mẫu vào cột là tiêm mẫu thủ côngtiêm mẫu tự động (Autosampler) có hoặc không có bộ phận hóa hơi – headspace Cách thôngnhất để đưa mẫu vào cột là sửmột bơm tiêm mẫu vi lượng (microsyringe) để tiêm một mẫu lỏng hoặc khí. .. điệnđộ nhớt của một sốmangmang thườnglà tùy thuộc vào detector sửlựa chọn cần chú đến detector đang sửnhư sau: – Detector đo độ dẫn :mang có độ dẫn cao như H2, HeHe có ưu điểm không nguy hiểm – Detector ion hóa ngọn lửa :mang N2 do rẻkhông nhuy hiểm nhưng trong trường hợp ghép nối với các thiết bị khác, ví dụ ghép nối với khối phổ phảikhí. .. oxy không khí, khôngđược cho detector khối phổlà tác nhân phảnvới các hợp chất không bão hòa trên bề mặt kim loạiH2sửlàmmang cầnnitơ làmbảo vệ thổi qua cột trước Trong các phòng thí nghiệm người ta đãphổ biến máy sản xuấthydro với công suất từ 125 ml/ph đến 225 ml/phH2 trong phòng thí nghiệm phải có mày dò chỗ hở H2cấm lửa… các thiết bịkívới các thông số như nhiệt độ của cột, tốc độ dòng, tiêm mẫu, được điều khiển bằng máy tính với giá cả vừa phải;có lẽ quan trọng nhất là sự phát triển của các cột có khả năng tách những mẫu phức tạp có chứa nhiều cấu tử trong một khoảng thời gian ngắn Hình 8 Sơ đồ khối của một máy sắc ký khí 2.2 Hệ thống cấpmang 2.2.1 Hệ thống cấpmang Hệ thống cung cấpmang bao… đổi nhiệt độ 19 – Cácđể giảm chiều cao của đĩa lý thuyết được đề cập bên dưới, bao gồm giảm kích thước hạt nhồi, đường kính của cột 2 HỆ THỐNG2.1 Thiết bị  Hiện nay, hơn 30 nhà sản xuất cung cấp ra thị trường khoảng 150 mẫu khác nhau của thiết bịkí Trong thập niên 70, các bộ tích phân kế điện tửxử lý số liệu dựa trên máy tính trở nên thông Thập niên 80… mang trongcột nhồi được tạo từ diatomite Loại chất mang đầu tiêntrong sắc ký khí do hãng Johns Manville chế tạo có tên thương mại là Chromosorb Sau đây là một số loại chất mang thôngChromosorb Aở qui mô điều chế, có khả năng giữ tốt pha lỏng (tối đa đến 25%), có cấu trúc khó bị phá vởcó bề mặt khá trơ Thường được sản xuất ở kích thước 10/20, 20/3030/40 mesh Sửcho. tỉ lệ giữa các dung môi của pha động. Cải thiện Rs nhờ hệ số dung lượng Thường sự tách có thể được cải thiện một cách đáng kể bằng việc thay đổi hệ số dung lượng k’. Nói chung, sự tăng giá. thành phần dung môi trong suốt quá trình rửa giải; có thể thay đổi dung môi rửa giải sau một thời gian định trước (rửa giải theo từng giai đoạn); cũng có thể không thay đổi các dung môi tạo. cột chảy ra chỉ có dung môi. A do có lực tương tác trên cột yếu nhất sẽ di chuyển xuống dưới còn các cấu tử có ái lực mạnh hơn A bị pha tĩnh giữ ở phần trên của cột. Do dung dượng có hạn của

Source: https://mindovermetal.org
Category: Ứng dụng hay