PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ

Mở đầu Trang 1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI BÀI TẬP CHƯƠNG III – PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ Tổng hợp bởi Lê Minh Trung – HC17KSTN I Các đại lượng cơ bản Hệ số phân bố S M C K C = Thời gian lưu R L t  = → Thời gian lưu hiệu chỉnh R R M t t t= − Hệ số chứa S R M M M V t t k K V t − = = Hệ số chọn lọc (hệ số giữ tương đối) ( ) ( ) ( ) ( ) MR A R AB B A A MR B R B t t t K k K k t t t  − = = = = − Độ phân giải ( ) ( )( )R B R A S A B 2 t t R W W − = + II Hiệu năng cột sắc ký (thuyế.

CỦC PH ộG PHỦP PHÂộ TÍCH HI ộ Đ I

T ng h p b i Lê Minh Trung HC17KSTN

M

CKC

IV T i u hóa quá trình s c k

B S

B

k' 116R H

 = : v n t c di chuy n tuy n tính trung bình c a c u t trong c t

•

M

Lut

= : v n t c di chuy n tuy n tính trung bình c a phân t pha đ ng

• t , t : th i gian c u tM S trong pha đ ng và pha tĩnh

• tR =tM+t :S ởh i gian l u c u t th i gian c n đ c u t di chuy n t

đ u c t đ n cu i c t

• K h s phân b c a c u t trong c t

VI Th tích l u c a c u t là th tích pha đ ng c n thi t đ v n chuy n ch t tan

i t th i đi m đ a m u vào đi qua c t và đ n detector trên s c k đ là đ n

Bài 2 Hình d i là s c k đ khi ti n hành cho c u t X qua c t s c k dài m Xác

đ nh th i gian l u th i gian l u hi u ch nh b r ng chân peak h s ch a s mâm lthuy t và chi u cao đĩa l thuy t c a c u t A

Bài 3 Khi ki m tra s c k đ m t c t s c ký dài 101,2 cm đã th y r ng peak có d ng

đ ng phân b Gauss Ở d ng th c đ đo th y r ng b r ng peak dài 40 mm và kho ng cách t lúc b m m u t i đ nh c c đ i c a peak s c k dài m C t này có sđĩa l thuy t và chi u cao c a m t đĩa l thuy t là bao nhiêu ?

Bài 4 Ở d ng s c k c t đ phân tích h p ch t X Ở c k đ cung c p th i gian l u c a

c u t không l u gi b i c t và c a c u t X l n l t là phút và phút Xác đ nh

ch s l u gi c a X và th i gian X trong các pha đ ng và pha tĩnh tr c khi ra kh i

c t

Bài 5 M t h n h p ch a A và B đ c tách b ng m t c t chi u cao m Bi t t lúc b t

đ u b m m u vào đ u c t thì peak c a c u t A đ t giá tr c c đ i t i 350s và c a c u

t B là t i s Cho bi t b r ng c a hai peak c a A và B l n l t là s và s

a ởính s đĩa l thuy t trung bình và chi u cao đĩa l thuy t trung bình c a c t

b C t s c k có th tách đ c hoàn toàn hai c u t A và B không Bi t r ng đtách đ c hoàn toàn A và B đ phân gi i gi a hai c u t c n ph i  1,6

Bài 6 Ch s l u gi đ i v i m t ch t tan đã cho khi dùng c t s c k xác đ nh b ng

ởh tích c a pha di chuy n trong c t là mL Khi t c đ dòng c a pha đ ng b ng

mL phút và th tích pha tĩnh là mL xác đ nh th i gian c u t trong pha tĩnh tr ckhi ra kh i c t và h s phân b c a c u t này

Bài 7 H s phân b K đ i v i ch t A trong c t s c k đã cho bài trên l n h n so v i

ch t B H p ch t nào trong các h p ch t đ c gi m nh h n trong c t s c k ?

Đ r a c u t A c n phút Ph n nào c a th i gian chung c a s r a c n đ có m t

c a c u t A trong pha tĩnh ? Ch s l u gi và h s ch a đ i v i h p ch t này b ngbao nhiêu ?

Bài 9 ởrong s c k khí, t c đ di chuy n c a pha đ ng có th đo tr c ti p n u đ a vào

m t l ng nào đó c a ch t tan không đ c gi b i pha tĩnh nh methane ởrong c tmao qu n có chi u dài m, th i gian gi c a metan b ng giây còn th i gian l u

c a n heptadecane là 12,6 phút

a ở c đ di chuy n c a pha đ ng b ng bao nhiêu

b ở c đ di chuy n c a d i n heptandecane b ng bao nhiêu

c Ch s l u gi và h s ch a đ i v i d i c a n-heptanđecan b ng bao nhiêu

Bài 10 ởrong đi u ki n xác đ nh trong c t s c k phân b khí l ng đã cho, ng i ta

r a gi i ch t A có ch s l u gi là 0,5, còn th tích l u là 100mL ở c đ dòng c a pha

di đ ng là c đ nh th tích pha tĩnh l ng ban đ u b ng mL và có th thay đ i C n

ph i thay đ i th tích pha tĩnh l ng bao nhiêu l n đ th tích l u tăng g p hai Có thluôn luôn dùng th a s này không khi c n tăng th tích l u g p l n hay không hay

nó ch đ c dùng trong tr ng h p đã cho ?



B HI U ộĂộG C A C T S C KÝ THỐO THUY T T C Đ

Bài 11 Moody nghiên c u hi u năng c a quá trình tách s c k khí butanone trên c tdinonyl phthalate B ng các ph ng pháp th c nghi m ông xác đ nh đ c các h strong ph ng trình van Deemter nh sau A 1.65mm,= B = 25.8 mm.mL.min-1, C = 0.0236 mm.mL-1.min

a) V đ th H u v i H là chi u cao đĩa l thuy t mm u là v n t c pha đ ng

mL min trong kho ng v n t c pha đ ng t 120 mL/min

b) ởrong kho ng giá tr nào c a v n t c pha đ ng các đ i l ng A B C có nh

h ng l n nh t

c) Xác đ nh v n t c pha đ ng t i u và chi u cao đĩa l thuy t khi v n hành t i v n

t c đó

d) V i c t mao qu n m giá tr A b ng trong tr ng h p B và C không đ i xác

đ nh l i v n t c pha đ ng t i u và chi u cao đĩa t i v n t c đó Vi c s d ng c tmao qu n m làm tăng s đĩa l thuy t lên bao nhiêu l n so v i tr ng h p s

tuy n tính t i u c a pha đ ng ph i b ng bao nhiêu và s đĩa l thuy t khi c t ho t

đ ng t c đ này c a dòng s có giá tr x p x b ng bao nhiêu

t c đ pha đ ng u cm s khác nhau cho các peak có th i gian l u và đ r ng nh sau

Bài 14 Đ xác đ nh các h ng s trong ph ng trình van Deemter ng i ta ti n hành

s c k v i c t s c k khí - l ng có chi u dài m các t c đ khác nhau c a dòng v ihelium làm pha di đ ng K t qu thí nghi m thu đ c nh sau

a Hãy xác đ nh t c đ di chuy n (cm/s) c a pha đ ng đ i v i m i dòng

b Hãy xác đ nh s đĩa l thuy t và chi u cao đĩa l thuy t đ i v i m i dòng

c B ng cách gi i đ ng th i các ph ng trình c n thi t hãy tìm các giá tr c a các

tuy n tính c a pha đ ng cm s và ch rõ đ n v c a các h ng s này

d ở c đ t i u c a pha di đ ng và chi u cao đĩa l thuy t khi c t ho t đ ng t i

t c đ này b ng bao nhiêu

Bài 15 Hsieh và Jorgenson ti n hành thí nghi m trên c t s c k l ng hi u năng caoHPLC đ c chêm đ y v i pha tĩnh là các h t hình c u có đ ng kính t ng đ ng5,44 m Đ đánh giá hi u năng c a c t Hsieh và Jorgen ti n hành các thí nghi m đo

s ph thu c c a chi u cao đĩa l thuy t rút g n h vào v n t c dòng tuy n tính c apha đ ng rút g n  ởrong đó

p

udH

V i dp là đ ng kính h t pha tĩnh Dm là h s khu ch tán c a ch t tan trong pha

đ ng H và u là chi u cao đĩa l thuy t và v n t c dòng tuy n tính c a pha đ ng

ởhí nghi m đ c ti n hành d a trên ph ng trình van Deemter và thu đ c k t qu

nh sau

C T I U HÓA QUỦ TRÌộH S C KÝ

Bài 16 M t c t dài m dùng đ tách hai c u t A và B (tR A( ) tR B( )) b ng ph ng pháp

s c k v i th i gian l u c a c u t không l u gi b i c t là s M t ph n c a s c k đ

đ c cung c p nh hình d i Hãy tính a) Đ phân gi i đ ch n l c  đ i v i hai

c u t A và B b) Chi u cao c t n u mu n đ t đ c đphân gi i

c) Chi u cao đĩa l thuy t đ đ t đ c đphân gi i n u chi u cao c t không đ i

Bài 17 Trong m t c t s c k phân b l ng h s phân b c a h p ch t A và B l n l t

là 10 và 15 H th ng s c k trên ho t đ ng v i th tích pha tĩnh và pha đ ng l n l t là0,5 mL và 1,5 mL ; t c đ di chuy n c a pha di đ ng b ng mL/phút

d B ng cách gi m chi u dài c t th i gian s c k có th gi m xu ng t i đa b ng baonhiêu mà v n đ m b o c t tách hoàn toàn đ c hai c u t A và B ?

Bài 19 Các th i gian l u c a - cholestan và  - cholestan trong h ch t l ng pha r n

v i t ng c u t là nh nhau Đ đ t đ c đ phân gi i v i chi u cao đĩa l thuy t là

mm thì chi u dài c n thi t c a c t là bao nhiêu

Bài 20 Peak s c k c a h p ch t đ c phát hi n sau phút khi đ a m u vào lúc đópeak c a h p ch t Y không đ c gi b i v t li u c a c t xu t hi n qua phút Peak

c a ch t X đó có d ng đ ng phân b Gauss v i b r ng c a đáy là ,2s Đ dài c a

a ởính s đĩa l thuy t chi u cao đĩa l thuy t và đ l ch chu n c a N trong c t

b ởính ch s l u gi c a X

c Th tích c a ch t l ng gi trên b m t c a ch t mang c a c t b ng mL ởhtích c a pha đ ng b ng mL Tính h ng s phân b KD

t ng ng v i các h p ch t A B và C H p ch t A không đ c l u gi b i pha tĩnh

l ng Các peak c a các h p ch t B và C có d ng đ ng Gauss có chi u r ng phút

a ởính giá tr trung bình N, H và đ l ch chu n c a N theo các peak B và C

b Tính đ phân gi i đ i v i B và C V i đ phân gi i này c t s c k có th táchhoàn toàn hai c u t B và C hay không

c Ng i ta tăng đ phân gi i c a c t lên b ng cách tăng chi u dài c t và ginguyên các đi u ki n phân tích khác ởính chi u dài c t c n thi t và th i gian

c n đ tách hai c u t B và C trong đi u ki n này

d Xác đ nh s mâm l thuy t c a c t khi s d ng c t mao qu n m không ch a

v t chêm thay cho c t đã s d ng trong thí nghi m ban đ u Bi t r ng c t s

d ng trong thí nghi m đ u tiên ch a các h t h p ph d ng hình c u có đ ng

Gi thi t r ng chi u dài c t b ng v i c t ban đ u các giá tr còn l i c a ph ngtrình van Deemter không đ i

Bài 22 ởrong quá trình ti n hành s c k c a các ch t trong c t s c k có chi u dài

cm Ng i ta thu đ c trên s c đ peak t ng ng c a X Y và Z riêng ch t X không

c a ch t l ng đ c gi trên b m t ch t mang c a c t là mL ởh tích pha đ ng b ng11,5 mL

a Gi a Y và Z c u t nào s đ c r a gi i ra tr c N u ph ng pháp s c k áp

d ng là s c k pha đ o thì c u t nào có đ phân c c l n h n

b ởính s đĩa l thuy t trung bình và chi u cao đĩa theo peak Y và Z c n đ đ t đphân gi i b ng

c ởh i gian c n thi t đ r a gi i hai c u t bi t v n t c tuy n tính c a pha đ ng là4,8 cm/phút



D Đ ộH L ộG B ộG PH ộG PHỦP S C KÝ

Câu 23 Hàm l ng c a trihalomethanes CHCl3, CHCl2Br, CHClBr2, CHBr3) trong

n c u ng đ c xác đ nh b ng ph ng pháp s c k khí M u n c và các dung d chchu n đ c x l và đ c tiêm vào c t s c k có đ ng kính trong mm dài m v icùng m t l ng th tích Pha tĩnh c a c t s c k là squalane đ c t m trên h v t

v i v n t c dòng c a pha đ ng là mL phút K t qu phân tích các dung d ch chu n

đ c a t ng trihalomethanes trong m u n c u ng đã phân tích

khí s d ng c t mao qu n đ c ph m t l p pha tĩnh không phân c c m t trong vàdetertor d n nhi t ởi n hành s c k v i m t dãy các dung d ch chu n đ c chu n b

a Xác đ nh w w H2O trong m t m u methanol bi t r ng sau khi phân tích s c kcho s c k đ c a m u cho peak có chi u cao là

trong l đ c chi t tách b ng methanol sau đó ti n hành s c k K t qu phântích m u cho chi u cao peak là Xác đ nh w w H2O trong m u kháng sinhban đ u

Câu 25 Loconto và các đ ng nghi p đã ti n hành phân tích hàm l ng c a n c trong

m t m u đ t d a trên vi c xác đ nh l ng khí acetylene sinh ra trong ph n ng c a

n c v i calcium carbide ởhí nghi m đ c ti n hành l n l n thí nghi m l y mgam m u đ t và m t l ng calcium carbide cho vào trong l kín và ti n hành ph n

ng Sau khi ph n ng x y ra hoàn toàn l ng khí có trong ph n không gian tr ng c a

l đ c đem đi phân tích s c k K t qu phân tích l ng khí trên sau khi đã hi u

ch nh b i tr ng m u cho tín hi u có di n tích 2,70 10  5 ởrong l n thí nghi m thêm

m t l ng r n chu n có hàm l ng mg H2O r n vào m gam m u đ t và ti n hành

nh thí nghi m K t qu phân tích khi đã hi u ch nh b i tr ng m u cho tín hi u có

di n tích 1,06 10  6 Hãy xác đ nh hàm l ng mg H2O gam m u đ t ban đ u

salicylate trong rubbing alcohol M t dãy các dung d ch chu n đ c chu n b nh sau

erlen t i v ch đ nh m c b ng isopropanol Ở c k đ c a m u cho chi u cao peak

methyl salicylate trong m u rubbing alcohol ban đ u

s c k khí s d ng ph ng pháp chu n n i M t dung d ch chu n đ c chu n b nhsau: cân chính xác 45,2 mg camphor cho vào erlen 25 mL, thêm 2,00 mL terpene hydrate ch t chu n n i có n ng đ mg mL r i pha loãng t i v ch đ nh m c b ngCCl4 Tiêm 2 dung d ch m u b ng máy s c khí tín hi u FID c a camphor và terpeneL

hydrat l n l t là và Đ ti n hành phân tích, dung d ch m u đ c chu n b

CCl4 Ởau khi làm nóng dung d ch đ n oC m u đ c l y ra làm ngu i đ n nhi t đphòng r i đem l c Ph n c n đ c r a b ng mL dung d ch CCl4 ph n n c r a và

loãng t i v ch đ nh m c b ng CCl4 K t qu phân tích x p x 2 L m u cho tín hi u FID

là 13,5 cho terpene hydrat và 24,9 cho camphor Xác đ nh w w camphor trong m uthu c ban đ u

chu n n ng đ c a ch t phân tích l n l t là ,20 mg/mL; 0,40 mg/mL; 0,60 mg/mL;

mg mL và mg mL Xác đ nh n ng đ c a ch t phân tích trong tr ng h p

a B qua ch t n i chu n

b Xét đ n ch t n i chu n

GC MỞ ởhu c tr sâu đ c chi t kh i m u b ng methylene chloride r i cô đ c l i

b ng cách cho bay h i m t ph n methylene chloride M t lo t các dung d ch chu n

đ c phân tích đ xây d ng đ ng chu n v i ch t chu n n i là anthracene d10 Trong

m u v cam đ c nghi n nh r i chi t b ng mL methylene chloride Ởau khi ti nhành l c đ tách ph n c n không tan làm bay h i methylene chloride r i cho ph n

n c l c vào erlen mL thêm vào m t l ng chính xác chu t chu n n i xác đ nh r ipha loãng t i v ch đ nh m c K t qu phân tích m u cho t l di n tích Am u/Achu n n i) là

M t dãy các dung d ch chu n ch a cùng m t l ng anthracene d10 cho k t qu

Xác đ nh n ng đ heptachlor epoxide ng g trong m u cam ban đ u

Câu 30 ởh i gian đã hi u ch nh c a octane toluene và nonane trên cùng m t c t s c k

Xác đ nh ch s l u Kolvats cho h p ch t có th i gian l u đã hi u ch nh là phút

Câu 32 Đ ti n hành phân tách h n h p benzoic acid aspartame và caffein trong m t

m u soda ng i ta ti n hành phân tích th i gian l u c a t ng c u t các pH khácnhau b ng HPLC pha đ o

a Gi i thích s thay đ i th i gian l u theo pH c a t ng h p ch t

b V đ th s ph thu c c a th i gian l u vào pH pha đ ng c a t ng h p ch ttrên cùng đ th Xác đ nh kho ng pH phù h p đ có th tách các h p ch t này

ra kh i dung d ch ban đ u gi thi t r ng đ tách đ c th i gian l u c a các c u

t c n chênh l ch ít nh t phút

Câu 33 Hàm l ng các vitamin trong m t m u thu c b đ c xác đ nh b ng HPLC v idiode UV Vis detector 5 L dung d ch m u ch a ppm vitamin Cniacinamide, 150 ppm pyridoxine, 60 ppm thiamine, 15 ppm folic acid và 10 ppm riboflavin đ c tiêm vào máy HPLC cho các tín hi u l n l t là

thành b t r i cho vào erlen mL ch a mL v v NH3 trong dimethyl sulfoxide Ởau khi ti n hành rung siêu âm trong phút thêm mL dung d ch acetic acid r ikhu y trong phút sau đó rung siêu âm oC trong phút Cu i cùng ti n hành l c

cho riboflavin Xác đ nh mg c a t ng vitamin trong m u thu c ban đ u

HPLC s d ng ph ng pháp l p đ ng chu n Các dung d ch caffein chu n đ cchu n b và phân tích b ng cách tiêm  vào máy K t qu phân tích các dung d chLchu n đ c tóm t t nh sau

Dung d ch m u đ c chu n b b ng cách cho m u thu c vào m t beaker nh r i thêm

10 mL methanol Sau khi hòa tan hoàn toàn m u cho toàn b dung d ch trong beakercùng v i ph n ch t r n không tan vào erlen mL r i pha loãng t i v ch đ nh m c

v i caffein là đ n v di n tích Xác đ nh mg caffein trong m u thu c ban đ u

Câu 35 N ng đ c a caffein trong m u n c gi i khát đ c xác đ nh b ng máy HPLC

phân c c C8 K t qu phân tích c a  L dãy các dung d ch caffein chu n tóm t ttrong b ng sau

50.0 100.0 125.0 250.0

226 724

453 762

559 443

1 093 637

Xác đ nh n ng đ caffein trong m u bi t k t qu phân tích cho di n tích peak là

Câu 36 Đ xác đ nh n ng đ c a acetylsalicylic acid AỞA và caffein CAF trong m uthu c gi m đau Kagel và Farwell đã ti n hành phân tích s c k l ng hi u năng cao pha

đ o v i ch t chu n n i là salicylic acid M t lo t các dung d ch chu n đ c chu n b

K t qu phân tích thu đ c nh sau

Dung d ch

chu n Milligrams ASA Milligrams CAF

T l chi u cao ASA/SA

T l chi u cao CAF/SA

Dung d ch m u đ c chu n b b ng cách cho m u thu c vào erlen mL r i hòa tan

n c l c đi phân tích thu đ c t l chi u cao c a AỞA và CAF v i ỞA l n l t là

vitamin A trong m t m u th c ph m b ng ph ng pháp thêm chu n vào m u Đ ti n

phút thêm mL ethanol vào dung d ch r i làm ngu i đ n nhi t đ phòng Vitamin A

vitamin A vào bình mL r i pha loãng t i v ch đ nh m c b ng methanol đ c dung

đ ng th i dung d ch Q và P vào máy HPLC cho di n tích peak l n l t là 3

6,77 10 và 4

1,32 10  Xác đ nh hàm l ng mg vitamin A g ng) c c trong m u ban đ u

Câu 38 Ohta và ởanaka ti n hành phân tích hàm l ng c a các anion vô c và cation

Mg2+ và Ca2+ trong m u n c b ng s c k trao đ i ion 1,2,4-benzenetricarbocylate đ c

trên c s khi hi n di n các ion trên detector s làm gi m đ h p thu c a pha đ ngởuy nhiên trong các m u n c hàm l ng Ca2+ và Mg2+ cao th ng t o ph c b n v i1,2,4-benzenetricarbocylate gây nhi u đ n quá trình phân tích

các ion Ca2+ và Mg2+ trong m u n c là thêm EDởA vào dung d ch pha đ ng

Gi i thích c s c a ph ng pháp này

b Dung d ch chu n ch a M NaHCO3, 0,20 mM NaNO2, 0,20 mM MgSO4, 0,10

mM CaCl2 và 0,10 mM Ca(NO3)2 cho các k t qu phân tích sau

Xác đ nh hàm l ng c a các ion trong m u n c m a trên

c ởín hi u c a HCO3− thu đ c b ng ph ng pháp trên th c ch t chính là tín hi u

hàm l ng th c t c a HCO3− trong m u n c m a này

d M t phân tích đ c l p (2) cùng m u n c m a trên cho các k t qu sau

4