Đang tải... (xem toàn văn)
Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2
Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 1 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 L ời nhận xét của giáo viên ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………….…………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 2 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 L ời mở Đầu S ắc kí là m ột họ các kĩ thuật hoá h ọc phân tích d ùng để tách các chất trong một hỗn h ợp. Nó bao gồm việc cho mẫu chứa chất cần phân tích trong "pha động", thường là dòng ch ảy của dung môi, di chuyển qua "pha tĩnh." Pha tĩnh trì hoãn sự di chuyển c ủa các thành phần trong mẫu. Khi các thành p h ần này di chuyển qua hệ thống với tốc độ khác nhau, chúng sẽ được tách khỏi nhau theo thời gian, giống như các vận đ ộng viên chạy maratông. Một cách lí tưởng, mỗi thành phần đi qua hệ thống trong m ột khoảng thời gian ri êng biệt, gọi là "thời gian lưu." Trong k ĩ thuật sắc kí, hỗn hợp được chuyên chở trong chất lỏng hoặc khí và các thành ph ần của nó được tách ra do sự phân bố khác nhau của các chất tan khi chúng ch ảy qua pha tĩnh rắn hay lỏng. Nhiều kĩ thuật khác nhau đã được dùng để phân tích h ợp chất phức t ạp dựa trên ái tính khác nhau của các chất trong môi trường động khí hoặc lỏng và đối với môi trường hấp phụ tĩnh mà chúng di chuyển qua, như giấy, gelatin hay gel magnesium silicate…. Ngành hóa h ọc phân tích cho phép ta xác định các mẫu phân tích chứa hà m lư ợng rất nhỏ các chất nhưng với độ chính xác rất cao mà phương pháp phân tích phổ bi ến là phép phân tích sắc ký. Đ ể hiểu rõ và hoàn thi ện hơn về thao tác phân tích trên thi ết bị phân tích sắc ký thì sinh viên s ẽ tiến hành phân tích một số hợp chất dựa v ào các thi ết bị phân tích như HPLC, GC, TLC thông qua các bài thực hành sau đây Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 3 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 M ục Lục BÀI 1 XÁC Đ ỊNH TỈ LỆ DUNG MÔI VÀ KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SU ẤT TÁCH Trang 4 BÀI 2 XÁC Đ ỊNH HÀM LƯỢNG METHANOL TRONG MẪU RƯỢU B ẰNG THIẾT BỊ GC CLARUS 500………………………………………………………………………………… Trang 12 BÀI 3 XÁC Đ ỊNH H ÀM LƯỢNG VITAMIN C TRONG MẪU THUỐC, MẪU NƯỚC GIẢI KHÁT……………………………………………… Trang 31 Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 4 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 BÀI 1 XÁC Đ ỊNH TỈ LỆ DUNG MÔI VÀ KH ẢO SÁT CÁC Y ẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT TÁCH I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT S ắc ký lớp mỏng l à kỹ thuật phân bố rắn – l ỏng v à là một kỹ thuật tách các chất được tiến hành khi cho pha động di chuyển qua pha t ĩnh trên đó đã đ ặt hỗn hợp các chất cần tách. Trong đó pha đ ộng là một hệ dung môi đơn hoặc đa thành phần được trộn với nhau theo tỷ lệ t ối ưu được đi xuyên qua một lớp chất hấp th ụ trơ như silicagel ho ặc nhôm oxit, chất hấp thụ này được tráng thành một lớp mỏng, đ ều phủ lên một nền phẳng như tấm kính, t ấm nhôm, hoặc tấm plastic. Trong quá trình di chuyển của pha động qua lớp hấp phụ, các cấu tử trong hỗn hợp mẫu thử được di chuyển trên lớp mỏng theo hướng pha động với những tốc độ khác nhau. Kết quả, ta thu được một sắc ký đồ trên lớp mỏng. S ắc ký lớp mỏng đ ược dùng trong cả phân tích định tính và phân tích định lư ợng. H ệ số di chuyển R f là đại lượng đặc trưng quan trọng về mức độ tách. Hệ số di chuyển R f được tính theo công thức: R f = a/b V ới: a l à khoảng cách từ điểm xuất phát đến tâm của vết mẫu thử (cm). b là kho ảng cách từ điểm xuất phát đến mức dung môi đo tr ên cùng đư ờng đi của vết (cm) R f : Ch ỉ có giá trị từ 0 đến l và tôt nh ất Rf nên nằm trong khoảng 0.2 -0.8 Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 5 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 II. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 1. Dụng cụ -Bảng mỏng sắc kí: 10 bảng nhỏ 1x6 (cm), 2 bảng lớn 2x6 (cm). -Becher 50ml: 6 cái -Ống vi quản: 3 cái -Quả bao cao su: 1 cái -Giấy lọc -Bút chì, th ư ớc kẻ: 1 cái -Đèn UV -Pipet 1ml, 5ml: 1 cái -Giấy parafilm 2. Hóa chất -Chloroform -Ethyl acetat -Vaniline -2- naphthol III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Chuẩn bị hóa chất - 10ml dung dịch vaniline: cân 100mg vaniline cho vào bình đ ịnh mức 10ml và định mức tới vạch bằng dung dịch ethyl acetat. - 10ml dung dịch 2 - naphthol: cân 100mg 2 - naphthol cho vào bình đ ịnh mức 10ml và định mức tới vạch bằng dung dịch ethyl acetat. Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 6 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 - Hỗn hợp dung dịch vaniline và 2 – naphthol: dùng pipet hút mỗi loại 1ml cho vào cốc sau đó dùng giấy parafilm đậy cốc lại. 2. Chuẩn bị triển khai Tráng kĩ cốc 50ml làm bình khai triển bằng acetone và để khô. Chuẩn bị hệ dung môi Chloroform - Ethyl acetat với các tỉ lệ sau: Tỉ lệ dung môi Thể tích Chloroform (ml) Thể tích Ethyl acetat (ml) 1:9 0,50 4,50 2:8 1,00 4,00 3:7 1,50 3,50 4:6 2,00 3,00 5:5 2,50 2,50 6:4 3,00 2,00 7:3 3,50 1,50 8:2 4,00 1,00 9:1 4,50 0,50 Làm bình tri ển khai: o Cắt giấy lọc và ép vào mặt trong của bình triển khai. o Cho 5ml hệ dung môi Chloroform - Ethyl acetat (mỗi lần triển khai với 1 tỉ lệ đ ã pha ở trên). o Sau đó đậy nắp lại cho dung môi thấm ướt hết giấy lọc. Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 7 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ hệ dung môi lên quá trình sắc kí bảng mỏng 3.1Triển khai sắc kí bảng mỏng bằng hỗn hợp Chloroform - Ethyl acetat với các tỉ lệ khác nhau để tìm hệ dung môi tách các cấu tử trong hệ tối ưu nhất - Chấm mẫu lên bảng mỏng: Dùng bút chì và thước thẳng kẻ 1 đường ngang trên bảng mỏng cách mép dưới 1cm và đánh dấu điểm để chấm mẫu trên vạch mới kẻ. Dùng ống vi quản nhúng đầu nhọn vào hỗn hợp dung dịch vaniline và 2- naphthol sau đó chấm lên điểm đ ã đánh d ấu trên bảng mỏng. Để yên cho vết chấm khô rồi cho bảng mỏng vào bình triển khai với tỉ lệ hệ dung môi 1:9 sau đó đậy nắp lại. Quan sát hệ dung môi giải ly thấm ướt đến cách mép trên của bảng mỏng khoảng 1cm thì lấy bảng mỏng ra. Dùng bút chì và thước đánh dấu mực dung môi thấm ướt. Để yên cho bảng khô tự nhiên rồi đem đi hiện màu. - Hiện màu bảng mỏng Sau khi triển khai và để khô tự nhiên, đem bảng mỏng soi dưới đèn UV (bước sóng 254nm). Lấy bút chì khoanh các đi ểm phát hiện dưới đèn UV. Sau đó dùng thước đo khoảng cách a1, a2, b để tính giá trị R f1 , R f2 , ∆R f . R f = a/b ∆R f = R f2 - R f1 Với: a1, a2 lần lượt là khoảng cách từ điểm xuất phát tới tâm điểm thứ nhất và điểm thứ hai (cm). Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 8 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 b là khoảng cách từ điểm xuất phát đến mức dung môi trên cùng đường đi của vết (cm). - Thực hiện tương tự với các tỉ lệ dung môi trên để chọn tỉ lệ dung môi tối ưu (hệ dung môi có ∆R f lớn nhất). 3.2Triển khai sắc kí bảng mỏng với hệ dung môi có tỉ lệ tối ưu Sau khi khảo sát ta chọn được hệ dung môi có tỉ lệ tối ưu. Ta tiến hành triển khai sắc kí trên bảng lớn bằng hệ dung môi với tỉ lệ trên. - Chấm mẫu lên bảng mỏng: Dùng bút chì và th ư ớc thẳng kẻ 1 đường ngang trên 2 bảng mỏng cách mép dưới 1cm và đánh dấu mỗi bảng 2 điểm để chấm mẫu trên vạch mới kẻ. Trên 2 bảng dùng ống vi quản nhúng đầu nhọn vào hỗn hợp dung dịch vaniline và 2-naphthol sau đó chấm lên điểm thứ nhất đ ã đánh d ấu trên bảng mỏng. Ở điểm thứ 2 của bảng thứ nhất ta dùng ống vi quản chấm dung dịch vaniline, điểm thứ hai của bảng còn lại ta chấm dung dịch 2-naphthol. Để yên cho vết chấm khô rồi cho bảng mỏng vào 2 bình triển khai với hệ dung môi có tỉ lệ tối ưu và đậy nắp lại. Quan sát hệ dung môi giải ly thấm ướt đến cách mép trên của bảng mỏng khoảng 1cm thì lấy bảng mỏng ra. Dùng bút chì và th ư ớc đánh dấu mực dung môi thấm ướt. Để yên cho bảng khô tự nhiên rồi đem đi hiện màu. - Hiện màu bảng mỏng Sau khi triển khai và để khô tự nhiên, đem bảng mỏng soi dưới đèn UV (bước sóng 254nm). Lấy bút chì khoanh các đi ểm phát hiện dưới đèn UV. Sau đó dùng thước đo khoảng cách a, b. Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 9 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Với: a là khoảng cách từ điểm xuất phát đến tâm vết mẫu thử ( là vết nằm ngang với vết của mẫu so sánh)(cm). b là khoảng cách từ điểm xuất phát đến mức dung môi trên cùng đường đi của vết (cm). Từ đó xác định được giá trị R f = a/b IV. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 1. Khảo sát lựa chọn tỉ lệ hệ dung môi tối ưu T ỉ lệ a1 a2 B R f1 R f2 ∆R f 1:9 2,6 3,4 4,2 0,62 0,81 0,19 2:8 2,4 3,4 3,8 0,63 0,89 0,26 3:7 2,1 2,8 4,1 0,51 0,68 0,17 4:6 2,1 3,1 4,0 0,53 0,78 0,25 5:5 Không xác đ ịnh đư ợc 6:4 1,4 2,8 3,8 0,37 0,74 0,37 7:3 1,6 2,9 3,7 0,43 0,78 0,35 8:2 0,7 2,7 3,8 0,18 0,71 0,53 9:1 1,0 2,7 3,9 0,26 0,69 0,44 T ỉ lệ hệ dung môi 8:2 là tối ưu nhất. a. Triển khai sắc kí bảng mỏng với hệ dung môi có tỉ lệ tối ưu - Bảng mỏng 1: hỗn hợp vaniline và 2-naphthol + vaniline. a = 0,8cm b = 3,7cm Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 10 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 f 0,8 R 0,22 3,7 - Bảng mỏng 2: hỗn hợp vaniline và 2-naphthol + 2-naphthol. a = 2,8cm b = 4,0cm f 2,8 R 0,7 4,0 V. TRẢ LỜI CÂU HỎI Câu 1/ Nêu nguyên t ắc lựa chọn dung môi cho sắc ký bản g m ỏng? Nguyên t ắc lựa chọn dung môi cho sắc ký bảng mỏng l à: - Dung môi cần có độ tinh khiết cao - Cần điều chỉnh sức rửa giải của pha động để trị số R f nằm trong khoảng 0.2 – 0.8 đạt độ phân giải cực trị. - Chất phân tích dạng ion hay phân cực được rửa giải tốt bằng dung môi phân cực như hỗn hợp n – buthanol - nước. Thêm một ít acid acetic hoặc amoniac vào nước sẽ làm tăng độ tan của base hoặc acid tương ứng. - Khi dùng silicagel hoặc các chất hấp phụ phân cực khác, độ phân cực của pha động sẽ quyết định tốc độ di chuyển của chất phân tích và trị số R f của chúng. Nếu thêm một ít dung môi ít phân cực như ether ethylic vào dung môi không phân cực như methylbenzen sẽ làm tăng đáng kể trị số R f . - Sức rửa giải của dung môi trong sắc ký lỏng hấp phụ hoàn toàn có thể sử dụng cho TLC với pha t ĩnh là silicagel hoặc alumina [...]... 46533.75 0.130594461 Chuẩn methanol 2 8 8181.4 29 964.16 0 .27 3039 525 Chuẩn methanol 3 10 8878.98 31470.8 0 .28 2133915 Chuẩn methanol 4 12 10519 .21 29 510.75 0.356453496 Mẫu 1 13686.09 46 424 .84 0 .29 4 820 Mẫu 2 19477.19 30387. 72 0.640956 GVHD: Nguyễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 24 Từ đồ thị ta có phương trình: y = 0.0343x – 0.0484 ( R2=0.8 827 ) - Dựa vào phương trình trên, suy... Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 30 Phương pháp nội chuẩn: - So sánh gián tiếp mũi sắc ký của chất phân tích theo diện tích mũi sắc ký của chất chuẩn thông qua diện tích của chất nội chuẩn từ đó suy ra nồng độ của chất phân tích trong mẫu Phương trình đường chuẩn trong phương pháp nội chuẩn: Ax, AIS : diện tích của chất cần phân tích và chất nộ i chuẩn Cx : nồng độ của chất cần phân tích -... n-buthanol 30% + 5ml methanol 20 % + 2ml rượu thương mại, định mức bằng ethanol 99.9% tới vạch 10ml 2 Tiến hành đo 2. 1 Mở thiết bị - Lần lượt mở các van khí : N2, H2 - Mở khóa máy nén khí, khóa van xả khí thừa, rồi cấm điện máy nén - Mở công tác trên máy GC clarus 500, máy sẽ tự động kiểm tra bên trong GVHD: Nguyễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 15 - Chọn “Login” để vào màn... động từ 0 .28 – 0.76mm 1.5 Bộ phận ghi nhận và xử lí tín hiệu (recorder) Tín hiệu điện từ detector được khuếch đại lên nhiều lần nhờ bộ khuếch đại Qua bộ vi xử lý trên máy tính, các thông số phân tích GC của mẫu được thể hiện GVHD: Nguyễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 27 Câu 2/ Vai trò của nhiệt độ trong phân tích bằng sắc ký khí - Để có thể tách định lượng nhiều thành phần... 0 ml/min H2: 0.0 ml/min => Ok => Close B3: Chờ nhiệt độ của FID và Injector mở van xả áp máy nén GVHD: Nguyễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 IV 23 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Diện tích peak Mẫu Nồng độ (%) Tỉ lệ diện tích peak... những phân tử không phân cực sẽ tương tác mạnh với pha tĩnh và do đó bị giữ lại trong cột lâu hơn và được rửa giải ra khỏi cột chậm hơn 1 .2 Giới thiệu về chất phân tích Cấu trúc Vitamin C: GVHD: Nguyễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 33 Vitamin C còn có tên là ascorbic acid, 2- oxo-L-threo-hexono- 1, 4lactone -2, 3-enediol, (R)-3,4-hihydroxy- 5-((S)- dihydroxyethyl)furan2(5H)-... hệ dung môi hoặc thay đổi tỷ lệ dung môi sẽ làm thay đổi độ phân cực của pha động dẫn đến thay đổi sự tương tác giữa pha động với chất phân tích hay nói cách khác là làm thay đổi sự lôi kéo của pha động lên chất phân tích Kết quả hệ số di chuyển R f thay đổi theo GVHD: Nguyễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 12 BÀI 2 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG METHANOL TRONG MẪU RƯỢU BẰNG THIẾT BỊ... chất cần phân tích - Không tham gia phản ứng với chất phân tích Câu 6/ Tại sao không nên sử dụng hóa chất công nghiệp trong phân tích rượu ? Không nên sử dụng hóa chất công nghiệp trong phân tích rượu vì hóa chất công nghiệp có độ tinh khiết thấp, có lẫn nhiều tạp chất như methanol, IPA,….những chất này làm ảnh hưởng kết quả phân tích: trên phổ đồ xuất hiện nhiều peak nhiễu, làm thay đổi diện tích của... Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 19 về 0sec và nghe 1 tiếng píp thì lập tức tiêm mẫu vào buồng mẫu, máy sẽ ghi nhận kết quả và bộ đếm thời gian bắt đầu hoạt động Chờ khoảng 0.2min rồi rút kim ra Lưu ý: ta chỉ đưa kim vào vị trí Inject khi xuất hiện c hữ “Ready” c Xử lý kết quả Định danh - Ta tiến hành định danh peak cho 4 mẫu chuẩn và 2 mẫu phân tích - Quá trình định danh được thực hiện... SVTH: Nhóm I.3 Báo Cáo Thực Hành Hóa Phân Tích 2 22 3 Tắt máy Thao tác tắt máy thực hiện trên màn hình của thiết bị B1: Ngắt kết nối giữa GC clarus 500 với phần mềm Total Chr om Navigator Chọn Tools/Release/OK (khi đó xuất hiện chữ “Method 5” ở góc trái phía trên màn hình) B2: Tắt các thông số sau: Vào PSSI: tắt nhiệt độ cho Injector => Chọn Heater off Vào Oven: cài oven ở nhiệt độ 20 0 0C trong khoảng . tác phân tích trên thi ết bị phân tích sắc ký thì sinh viên s ẽ tiến hành phân tích một số hợp chất dựa v ào các thi ết bị phân tích như HPLC, GC, TLC thông qua các bài thực hành sau đây Báo Cáo. lệ a1 a2 B R f1 R f2 ∆R f 1:9 2, 6 3,4 4 ,2 0, 62 0,81 0,19 2: 8 2, 4 3,4 3,8 0,63 0,89 0 ,26 3:7 2, 1 2, 8 4,1 0,51 0,68 0,17 4:6 2, 1 3,1 4,0 0,53 0,78 0 ,25 5:5 Không xác đ ịnh đư ợc 6:4 1,4 2, 8 3,8 0,37 0,74 0,37 7:3 1,6 2, 9 3,7 0,43 0,78 0,35 8 :2 0,7 2, 7 3,8 0,18 0,71 0,53 9:1 1,0 2, 7 3,9 0 ,26 0,69 0,44 T ỉ. vaniline và 2- naphthol + vaniline. a = 0,8cm b = 3,7cm Báo Cáo Th ực Hành Hóa Phân Tích 2 10 GVHD: Nguy ễn Thiện Thảo SVTH: Nhóm I.3 f 0,8 R 0 ,22 3,7 - Bảng mỏng 2: hỗn hợp vaniline và 2- naphthol