Bài giảng : Phân tích công cụ part 10

Chia sẻ: Ajfak Ajlfhal | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

210
lượt xem 81
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'bài giảng : phân tích công cụ part 10', khoa học tự nhiên, hoá học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng : Phân tích công cụ part 10

- Detector ion hóa ng n l a (Flame ionization detector: FIA) - Detector b t i n t (Electron capture detector: ECD) - Detector d n (Conductivity detector: CD) - Detector d n nhi t (Thermal conductivity detector: TCD) - Detector phát x nguyên t (Atomic emission detector: AED) - Trong các lo i detector này, lo i 1 và 2 ư c s d ng ph bi n hơn (b ng 9.5.). Nhưng b t kỳ lo i nào cũng ph i th a mãn nh ng yêu c u ã nêu trong m c 9.4 trên m i có th dùng ư c. 9.6.2.6. B ph n ghi và ch th k t qu tách sau detector. Nó có th là m t trong các b ph n sau: - B tích phân k (Intergrator) - Máy t ghi (Strip-chart-recorder) - Hay computer with printer - ó là 6 ph n cơ b n c n thi t nh t. T t nhiên hi n nay có h th ng máy s c ký hoàn ch nh thư ng có g n theo máy tính, b ph n t ng bơm m u, b ph n x lý k t qu theo chương trình t ra, chương trình hóa quá trình s c ký, …Toàn b h th ng máy s c ký ta có th minh h a như trong hình 9.10. B ng 9.5. Các lo i detecter trong GC Lo i ng d ng nh y (g) T.tính Noise Khí mang 10-13 107 FIA ph bi n nh H2, Air 10-13 107 ECD ph bi n nh N2, H2 ch n l c 10-10 105 CD Ít nh N2, Air 10-8 105 TCD nhi u va H2, He 10-10 105 AED Ít (m i) l n, v a He, Air, N2 10-8 105 TID Ít (m i) nh , v a N2 164
Hình 9.10. Sơ kh i c a thi t b s c ký khí 9.6..3. Pha tĩnh trong s c ký khí Pha tĩnh trong s c ký khí có th ư c ch t o và s d ng 2 tr ng thái r n và l ng. Do ó có tên: Gas- Liquid Chr (GLC) và Gas- Solid Chr (GSC). N u tr ng thái l ng gi nó trong c t tách, thì ph i t m nó trên ch t mang trơ r n. Do ó pha tĩnh ch là m t l p màng m ng xung quanh h t ch t mang trơ. Ch t mang trơ là các oxit silica ã ho t hoá cho trơ và ch t o thành nh ng h t hình c u kích thư c Φ = 3÷5µm. Pha tĩnh l ng thư ng là các d u silicon hay các polyeter. Do có c u t o như th nên pha tĩnh lo i này có dung tích h p ph nh . M t khác l i là màng ch t l ng, nên s tách thư ng ch ư c dùng nhi t th p. vì th nó ít ư c s d ng hơn pha tĩnh r n Pha tĩnh r n là ư c ch t o d ng các h t hình c u hay m nh nh có Φ= 3÷7 hay 10µm, trên ba lo i n n là silica, oxit nhôm, và cao phân t h u cơ (polystyrene). Nhưng ph bi n nh t là n n silica, và ng d ng v i lo i s c ký cũng có m t lo i pha tĩnh riêng, ví d pha tĩnh c a: - S c ký h p th pha thư ng - S c ký h p th pha ngư c - S c ký trao i ion - S c ký rây (sàng) phân t Song s c ký khí, ch y u ch có hai lo i h p th pha thư ng và pha ngư c là 165
ư c s d ng nhi u. Ch t nh i pha thư ng c a s c ký khí là các silica trung tính ư c ch t o trong i u ki n c bi t, có dung lư ng h p ph cao, di n tích b m t riêng l n, x p cao (b ng 9.6). G n 80% s ch t nh i lo i này c a các hãng u s n xu t trên n n silica. N n th hai là nhôm oxit Pha tĩnh c a lo i h p th pha thư ng là r t k nư c. Nó có b m t ưa nư c và nư c làm m t tính ch t s c ký c a b m t h p th , qua vi c hình thành các c u hydro c a nhóm OH trên b m t pha tĩnh v i các phân t nư c Ch t nh i c t pha ngư c là các silica trung tính ã ư c ankyl hoa, các nhóm OH trên b m t ã b thay b ng các nhóm ankyl, ví d : -CH3, - C2H5, - C3H7, - C18H17, - C18H37, phenyl,…Do ó tính ưa nư c không còn n a. Nên b m t s c ký không còn b nh hư ng b i m n a. Trong th c t lo i pha ngư c ư c s d ng ph bi n hơn. Nó thích h p cho vi c tách nhi u lo i h p ch t, t không phân c c n phân c c (b ng 9.7) B ng 9.6. Pha tĩnh c a GLC Tên Ký hi u Tmax (C) tách Polydimethyl siloxane OV-1; SE-30 350 Hydrocacbon, aromatic, drugs, steroides Poly-(phenyl methyl)- OV-3; SE-52 350 Axit béo, ester, alkaloides siloxane (10% phenyl) halogen compounds, drugs Polyethylene glycol Carbowax20M 250 Axit t do, alkohols, ethers, oils, glycols Pha tĩnh ư c n p vào trong c t tách có th theo hai cách: - Nh i y c t b ng k thu t rung, cách này cho các c t tách kích thư c bình thư ng (Φ= 2-4mm) và c t thép hay c t ng - T m thành m t l p b m t trong c a c t, cách này thư ng dùng cho các lo i c t mao qu n b ng thu tinh, ư ng kính nh hơn 1mm B ng 9.7.. Ví d v pha tĩnh r n (GSC) N n (Matrix) Carbowax Silica Chromsorb W Silica Chromsorb G Silica Anachrom Silica Chromsorb N-AW Silica Celite 545 Silica Chromsorb W-AWDMCS Silica 166
9.6.4. Pha ng trong s c ký khí Pha ng trong s c ký khí thư ng là các ch t khí ơn hay h n h p c a hai khí. Nó có nhi m v : - R a giãi ch t phân tích ra kh i c t - Mang ch t phân tích ra kh i c t Vì th nhi u ngư i quen g i là khí mang c a GC. Vi c ch n ch t khí nào làm khí mang là tuỳ thu c vào: - B n ch t c a ch t phân tích - Lo i detector ch n phát hi n ch t phân tích - K thu t s c ký (T= const hay gra ient T) Các ch t khí thư ng ư c dùng là hydro, nitơ, heli, argon tinh khi t ph i t> 99,9% Trong quá trình s c ký, t c ch y c a pha ng có nh hư ng tr c ti p n hi u qu tách m t h n h p. Nói chung, t c khí thư ng ư c s d ng trong vòng t 100-250 ml/phut cho nhi u i tư ng m u. 9.6..5. S lưu gi c a ch t S lưu gi c a các ch t trong c t tách cũng ư c quy t nh b i các y u t như: - Các c trưng c a pha tĩnh - B n ch t c a pha ng, thành ph n và t c c a pha ng - Nhi t c a quá trình tách. Trong GC y u t này c c kỳ quan tr ng. Do ó trong nhi u trư ng h p ngư i ta ph i th c hi n ch gra ient nhi t thu ư c k t k t qu tách t t. 9.6.6. T i ưu hoá các i u ki n s c ký T i ưu hoá các i u ki n s c ký là quá trình nghiên c u tìm nh ng i u ki n tách phù h p nh t cho m t h n h p hay m t lo i h n h p ch t c n phân tích. Công vi c này chính là xây d ng m t quy trình phân tích. Nó bao g m các v n sau d a theo ch t m u phân tích: 1. Ch n lo i c t s c ký: Kích thư c, lo i pha tĩnh, c t s c ký thư ng hay c t mao qu n 2. Ch n pha ng là ch t nào, thành ph n và t c c a nó 3. Ch n k thu t s c ký nhi t không i, hay gradient nhi t liên t c, gradient nhi t t ng b c, t ng o n c n thi t,.v.v… 167
4. Ch n máy GC v i detector phù h p phát hi n các ch t phân tích v i nh y cao 5. Ch n cách x lý m u và lư ng m u bơm vào c t tách. ây r t quan tr ng là dung môi hoà tan m u mà không gây nh hư ng n k t qu tách 6. Ch n i u ki n thu ghi s c c a quá trình tách s c ký c a h n h p m u Th c hi n hoàn ch nh 6 công vi c này ta s ch n ư c i u ki n phù h p cho vi c phân tích nh lư ng m t h n h p m u t k t qu t t. N u làm t t c nh ng vi c trên, mà ch t n n (matrix) c a m u v n nh hư ng n quá trình tách, s c chưa t t, thì ta ph i tìm cách lo i b m t ch t n n c a m u. 9.6.7. Phân tích nh tính Nguyên t c c a phát hi n nh tính là d a vào th i gian lưu (tRi) c a các ch t trong m t i u ki n s c ký nh t nh ã ch n. Vì như ta ã bi t, th i gian lưu tRi là c trưng cho m i ch t. Do ó nh tính m t h n h p các ch t ta ph i: - Ch y s c ký c a m t h n h p các ch t chu n xác nh th i gian lưu tRi c a các ch t ó - Ch y s c ký c a h n h p m u phân tích Sau ó so sánh th i gian lưu tRi c a các ch t trên hai s c , ta s suy ra trong m u phân tích có ch a nh ng ch t nào. Như ví d trong hình 8.5 ta th y m u s c chu n có các ch t X1, X2, X3, X4, X5, còn trong m u phân tích ch có ch t X2, các ch t khác không có. Hi n nay v i h th ng máy GC hi n i,có g n máy tính và chương trình x lí s li u, thì computer ã nh s n th i gian lưu tRi c a ch t phân tích, nó s so sánh và thông báo k t qu ngay sau khi ch y s c lý m u phân tích. 168
9.6.8. Phân tích nh lư ng. Trong quá trình s c kí, tín hi u o ư c c a quá trình s c ký ho c là chi u cao c a pic ho c là di n tích c a pic s c ký. Trong nh ng i u ki n s c kí xác nh, thì 2 i lư ng này luôn có quan h ph thu c vào n ng c a ch t trong m u. M i quan h này có th ư c bi u th b ng 2 phương trình sau ây: Theo chi u cao H: H = k.c Hay là theo di n tích S: S = k.c ây : H và S là chi u cao và di n tích c a pic s c ký; C là n ng c a ch t trong m u; còn k là h ng s , nó ư c xác nh b i các ìêu ki n s c ký ã ch n và b n ch t c a ch t phân tích. ây là 2 phương trình nh lư ng trong GC. Trong 2 169
phương trình này, n u o H thì ph m vi tuy n tính h p v i n ng C; còn n u o S thì quan h tuy n tính gi a S và C l n hơn. Do ó, trong th c t c a phân tích GC ngư i ta hay s d ng phương trình : S = k.c nh lư ng. 9.6.8.1. Phân tích bán nh lư ng. ây nh lư ng, ngư i ta coi t ng di n tích c a t t c các pic s c ký c a các ch t trong m u phân tích là b ng 100%; Nghĩa là có: St = (S1 + S2 + S3 + … + Si ) = 100 Do ó % c a m t ch t Ci: Si Ci = ×100 % St T t nhiên, ây vi c coi t ng St = 100 % ch là g n úng. Vì nh y c a detector v i m i ch t phân tích là khác nhau. Nên cách này ch là bán nh lư ng mà thôi 9.6.8.2.. Phân tích nh lư ng Cũng t 2 phương trình cơ s trên H=KC và S=KC, mu n nh lư ng chính xác m t ch t ta ph i dùng phương pháp ư ng chu n. Cách làm cũng tương t như m i k thu t phân tích nh lư ng khác s c ký l ng ã nói trên. C th là: 1.Trư c h t chu n b 1 dãy m u chu n c a ch t phân tích n ng Co, C1, C2, C3, C4, C5 trong cùng các i u ki n v i các m u phân tích Cx (b ng 9.8 ) 2. Ch n các i u ki n ghi s c c a các m u chu n và m u phân tích, ta s có ư c các c p giá tr tương ng gi a S và C hay H và C như trong b ng 9.8 3. D ng ư ng chu n và xác nh giá tr Cx c n tìm (hình 9.11) B ng 9.8. Các i u ki n d ng ư ng chu n. N ng C0 C1 C2 C3 C4 C5 Cx Giá tr oS So S1 S2 S3 S4 S5 Sx,… Giá tr o H Ho H1 H2 H3 H4 H5 Hx,… N u m u phân tích có thành ph n ph c t p chúng ta không th pha ư c dãy m u chu n, thì ph i dùng phương pháp thêm tiêu chu n là t t nh t. Vì v i k thu t này chúng ta lo i tr ư c nh hư ng c a thành ph n n n (matrix) c a m u . 170
H H5 H4 Hx H3 (a) H2 H1 C Cx C4 C3 C5 C1 C2 ` (b) C3 Cx C C4 C1 C2 Hình 9.11. ư ng chu n phân tích a. Phương pháp ư ng chu n . b. Phương pháp thêm 9.6.9. Vài ng d ng c a s c ký khí. Hi n nay s c ký khí cũng là m t k thu t phân tích ư c s d ng nhi u phân tích các ch t h u cơ trong các lĩnh v c c a , hoá d u, hoá dư c ph m, hoá ch t t nhiên , h n h p các hy rocacbon các lo i … 171
TÀI LI U THAM KH O 1. Hoàng Minh Châu, T Văn M c, T V ng Nghi (2002). Cơ s hóa h c phân tích, NXB KH & KT. 2. Tr n T Hi u (2002), Hóa h c phân tích, NXB HQG Hà N i. 3. T V ng Nghi, Tr n Chương Huy n, Ph m Lu n (1990), M t s phương pháp phân tích i n hóa hi n i, Trư ng i h c khoa h c t nhiên, HQG Hà N i 4. Ph m Lu n (1994), Cơ s lý thuy t hóa h c phân tích, Trư ng i h c khoa h c t nhiên, HQG Hà N i 5. H Vi t Quý (1999), Các phương pháp phân tích quang h c trong hóa h c, NXB i h c qu c gia Hà N i. 6. В.Н.Алексеев, Количественный анализ, Москва, издательствo “Химия”, 1972 7. H.A. Laitinen, Phân tích hóa h c. T p 1 và 2, Nguy n Tinh Dung và Nguy n Huy n d ch. NXB KH & KT, 1976. 8. Ο.Д. Кyρиленко, Краткий спровочник по химий издательствo “наукова думка”, 1974. 172