phương pháp nghiên cứu clophen

Và về sau để thể hiện nó với ancol người ta gọi nó là "phenol" [4 ] Các clophenol là hợp chất hữu cơ được tạo thành bằng cách thay thế một hay nhiều nguyên từ Hidro trong vòng thơm của p

Phương pháp nghiên cứu clophen

Cùng với sự phát triển của văn minh nhân loại, nhu cầu nước ngày càng lớn Hiện tại toàn bộ lượng nước sử dụng trong sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp, lượng nước sử dụng cho nhu cầu này thải ra ngày càng lớn, gây ô nhiễm đáng kể đến nguồn nước và môi trường Nước thải đưa vào nước các loại hoá chất khác nhau, từ trạng thái tan hoặc huyền phù, nhò tương đến các loại vi khuẩn Mặt khác khi thải vào nước do tương tác hoá học của các chất mà tạo nên các chất mới ngăn cản quá trình làm sạch nước và ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật trong nước

Quá trình đô thị hoá, công nghiệp và nông nghiệp hoá thâm canh càng phát triển thì tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm đã xuất hiện ở nhiều nước, nhiều nơi và ngày càng trở nên nghiêm trọng Sự ô nhiễm nước không chỉ đơn thuần là do vi sinh vật và các chất hưu cơ dễ phân huỷ, mà còn

do nhiều chất hưu cơ khác, các sản phẩm dầu, các chất tẩy rửa các chất phóng xạ Đó là các chất độc hại gây nguy hiểm cho sức khoẻ con người và mọi sinh vật sống Trên góc độ môi trường phenol và các dẫn xuất của phenol được xếp vào loại chất gây ô nhiễm đây là nhóm tương đối bền , có khả năng tích luỹ trong cơ thể sinh vật và có khả năng gây nhiễm độc cấp tính, mãn tính cho con người Khi xâm nhập vào cơ thể các phenol nói chung và Clophenol nói riêng gây ra nhiều tổn thương cho các cơ quan và hệ thống khác nhau nhưng chủ yếu là tác động lên hệ thần kinh, hệ thống tim mạch và máu Do vậy việc nghiên cứu, xác định sự có mặt của phenol, clophenol và các dẫn xuất khác của nó để tìm cách loại bỏ nó là điều quan trọng và đặc biệt cần thiết Việc phân tích xác định mức độ ô nhiễm môi trường do phenol và các clophenol gây ra đã được nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới quan tâm và nghiên cứu Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (US - EPA) và cộng đồng Châu

Âu đã có những quy định chung cho quy trình chuẩn phân tích đối tượng này các phương pháp phân tích xác định phenol và các clophenol thông thường gồm 2 giai đoạn

1.Sử dụng kỹ thuật tách chiết và làm giàu Sö dông kü thuËt t¸ch chiÕt vµ lµm giµu

- Chiết láng lỏng trực tiếp từ nước bằng dietylete hoặc

diclometal

- Cất lôi cuốn hơi nước

- Kỹ thuật sục khí và bẫy chất phân tích lại

- Kỹ thuật sục khí tuần hoàn

- Chiết pha rắn với các chất hấp thụ, XAD-2, XAD-4, C6 ,

C8, C18 ,

2.Sử dụng cỏc phương phỏp định lượng Sử dụng các phơng pháp

định lợng nh:

- Sắc khớ lỏng hiệu năng cao với detector quang (uv) và

huỳnh quang (RF)

- Sắc kớ khớ với detector ion hoỏ ngọn lửa (FID), Bắt giữ

điện tử (ECD) và khối phổ (MS)

- Phõn tớch dũng chảy (FIA)

- Trắc quang

Cỏc quy trỡnh phõn tớch này đều cú thể ỏp dụng vào điều kiện ở nước ta.Trong khuụn khổ luận văn này chỳng tụi muốn nghiờn cứu xõy dựng một quy trỡnh để xỏc định cỏc clophenol trong nước bao gồm cỏc bước sau:

- Nghiờn cứu sử dụng kỹ thuật chiết pha rắn để tỏch và làm giầu

cỏc clophenol trong nước

- Sử dụng kỹ thuật tỏch sắc kớ lỏng hiệu năng cao với detector

(UV-VIS) để định lượng chỳng đồng thời ỏp dụng để phõn tớch một số mẫu thực tế tại một số khu vực thuộc địa bàn Hà Nội Tuy nhiờn, do điều kiện hạn chế của phũng thớ nghiệm nờn chỳng tụi chỉ nghiờn cứu với 5 clophenol bao gồm (dẫn xuất từ mono cho đến penta): 2 Clophenol; 2.4 Di clophenol; 2.4.6 Tri clophenol; 2.3.4.6 Tetra clophenol; Penta clophenol

Chương I

Tổng quan

1.1.1Khái niệm Kh¸i niÖm

Các clophenol gồm một dẫy các hợp chất hoá học, chất đại diện đầu tiên là Hidroxybenzen được Runge tìm thấy năm 1943 khi chưng cất phân đoạn nhựa than đá Do mang tính axit nên hợp chất này còn được gọi là axitcacbolic hoặc axit phelic Và về sau để thể hiện nó với ancol người ta gọi

nó là "phenol" [4 ]

Các clophenol là hợp chất hữu cơ được tạo thành bằng cách thay thế một hay nhiều nguyên từ Hidro trong vòng thơm của phân tử phenol bằng các nguyên tử clo

Công thức tổng quát: C6H5-nClnOH với n = 1-> 5 víi n = 1-> 5 Công thức cấu tạo của các clophenol nh sau:

X

Với X = 1 -> 5 nguyên tử clo.

Các phân tử clophenol lập thành dãy 19 chất gồm các mono, di ,tri, tetra và một pentaclophenol

1.1.2 Tính chất vật lý hoá học của các clophenol

Ở nhiệt độ phòng , hầu hết các clophenol ở trạng thái rắn có cấu trúc tinh thể ngoại trừ o-clophenol (2.clophênol) Các chất này có mùi khá mạnh

Ýt tan trong nước, thay đổi từ 2,1.10-2 mol/lít với o-clophenol cho tới 7.10-9 mol/lít với 2.3.4.6 tetraclophenol, nhưng chúng dễ dàng tan trong một số dung môi hưu cơ như: metanol, ête, diclometan, axetonitril, [13]

Các clophenol trong dung dịch nước có tính axit Tính chất này tăng lên khi số lượng clo thế trong vòng benzen tăng lên Do có tính axit nên trong môi trường kiềm các clophenol tạo thành các muối tương ứng tan tốt hơn các clophenol ban đầu

Co (760 mHg)

Nhiệt độ nóng chảy Co (760 mHg)

5 Pentaclophenol PCP 266.34 309->310 190->191

1.1.3 ứ ng dụng của cỏc clophenol

Ngay từ đầu thập kỷ 30, cỏc clophenol đó được tổng hợp trong cụng nghiệp để sử dụng cho nhiều mục đớch khỏc nhau Trong cụng nghiệp sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, diclophenol và triclophenol được sử dụng để sản xuất cỏc chất diệt cỏ nhúm phenolxy như: 2.4-D; 2.3.5-T Cỏc tetraclophenol

và triclophenol được dựng làm thuốc diệt khuẩn, diệt nấm mốc và tẩy uế, khử trựng, pentaclophenol và cỏc tetraclophenol được sử dụng để tẩm tre, gỗ nhằm chống mối mọt và chống mốc, ngoài ra cỏc clophenol cũn được sử dụng trong cụng nghiệp da, dày, vải, sợi và làm chất trung gian trong quỏ trỡnh sản xuất thuốc nhuộm, thuốc chữa bệnh.

1.1.4Độc hại của clophenol đối với người và động vật Độc hại của clophenol đối với ngời và động vật

1.1.4.1.Độc hại của clophenol với động thực vật Độc hại của clophenol với

động thực vật

Cỏc clophenol với số nguyờn tử clo khỏc nhau cú mức độ độc hại khỏc nhau đối với cỏc loại động thực vật Nhiều thớ nghiệm đó chỉ ra rằng độ độc hại của clophenol đối với cỏc loài sinh vật tăng theo mức độ clo hoỏ vũng thơm và độ độc tớnh của chỳng cũng thay đổi rừ rệt theo pH của mụi trường

Ở pH thấp, cỏc clophenol duy trỡ ở dạng phõn tử và dễ dàng đi qua màng tế bào Khi pH tăng độc tớnh của cỏc clophenol giảm rừ rệt, ảnh hưởng này đặc biệt quan trọng khi số lượng cỏc nguyờn tử clo cú mặt trong vũng khỏc nhau

Độc tớnh của clophenol thay đổi phụ thuộc vào số lượng nguyờn tử clo

cú mặt trong vũng thơm Cỏc clophenol cú ít nguyờn tử clo gõy ra những rối loạn, cũn cỏc clophenol cú nhiều nguyờn tử clo sẽ ảnh hưởng tới quỏ trỡnh phốt phỏt hoỏ trong cơ thể sinh vật

Hỡnh 1: Biểu hiện tỏc động của clophenol núi riờng và của phenol núi chung đối với quần thể sinh học

-Farquahanrsen và cộng sự đó nghiờn cứu những ảnh hưởng của phenol lờn chuột cho thấy khi tiờm 2,6 - DCP và 2, 4, 6 - T3CP làm chuột bị rối loạn như run rẩy, mất phản xạ tự nhiờn, thậm chớ bị rối loạn trầm trọng với 2,3,6 - T3CP kốm theo thay đổi nhiệt độ cơ thể Khi tiờm T4CP và PCP thỡ dẫn đến tỡnh trạng ngạt thở hoặc chết sau thời gian ngắn do thiếu oxi Khi tiờm pentaclophenol với hàm lượng 10 đến 20 ppm cho thấy 90% chất độc được thải ra khỏi cơ thể chuột, cũn lại chủ yếu được tớch luỹ trong thận, gan và mỏu Thận bị tổn thương sau khoảng thời gian từ 20 đến 40 giờ, gan bị tổn thương sau 3 dến 5 ngày

Nghiờn cứu đó chỉ ra rằng hầu nh cỏc mono - , di - , triclophenol cú độc tớnh vừa phải khoảng 23-400àg/kg trọng lượng Cỏc clophenol cú ít nguyờn

tử clo cú độc tớnh gần giống phenol Cũnvới T4CP và PCP thỡ độc tớnh mạnh hơn khoảng 10-40mg/kg trọng lượng

Biểu hiện tác động của các clophenol nói riêng và phenol nói chung đến

1.1.4.2 Sự độc hại của clophenol đối với người

Các clophenol có mùi rất đặc trưng và có độc tính mạnh Chúng có khả năng làm ngưng tụ protein và làm bỏng nặng trên da Biểu hiện của triệu chứng nhiễm độc có clophenol là: chóng mặt, nôn mửa, rối loạn tim mạch, tê liệt cử động, hôn mê, nước tiểu trở nên xanh nhợt hoặc có màu tro, nhiệt độ

cơ thể thay đổi, đặc biệt T4CP và PCP làm da xanh xám lại, co thắt một thời gian ngắn trước khi chết

Hỡnh2: Biểu hiện tỏc động của cỏc clophenol và phenol đối với cơ thể con

cú cấu trỳc khỏc nhau bằng con đường vi sinh vật Trong than đỏ loại antraxit, hàm lượng cỏc phenol cú thể lờn tới 0,001% Trong một số loài sinh vật 2, 4 -

diclophenol được phỏt hiện trong nấm penicilium, 2,6 - điclophenol đúng vai

Bỏng nặng trên da

Qua

đờng tiêu hoá

Biểu hiện tác động của các clophenol và phenol đối với cơ thể con người

Chóng

mặt Nôn mửa Tê liệt tim

mạch

Nước tiểu có màu

Tử vong

Ngưng

tụ protein

Ngộ

độc

Qua

đường hô hấp Qua

da

trò nh mét phenomon của một số loài phát ra Lượng lớn các hợp chất clophenol được phát hiện trong môi trường có nguồn gốc tự nhiên

1.2.2 Nguồn nhân tạo

Vào thập kỷ 70, sản lượng hàng năm của clophenol trên toàn thế giới ước tính khoảng 200 nghìn tấn, và chủ yếu là 2,4 - diclophenol và 2, 3,4, 6 - tetraclophenol Các nước sản xuất clophenol chủ yếu là Mỹ, Nhật, Anh, Thuỵ Điển Đến cuối thập kỷ 70, khi các nghiên cứu về độc tính của clophenol khá đầy đủ thì một số nước phát triển đã đề ra quy định về việc hạn chế sử dụng loại hợp chất này và do đó sản lượng có giảm rõ rệt

Trong công nghiệp clophenol được tổng hợp theo hai con đường:

(1) Clo hoá trực tiếp phenol để tạo ra các clophenol hoặc polyclophenol với sự có mặt của xúc tác và ở nhiệt độ cao

(2) Thuỷ phân các clobenzen trong dung môi metanol, etylenglycol hoặc một số dung môi khác

Các chất được sản xuất theo con đường thứ nhất là: 2 - MCP; 4 - MCP; 2,4 - DCP; 2,6 - DCP; 2,4,6 - T3CP; 2,3,4,6 - T4CP; PCP Quá trình clo hóa không định lượng thu được một nhóm các clophenol khác nhau Theo con đường thứ hai, người ta sản xuất được 2,5 - PCP; 3,4 - DCP; 2,4,5 - T3CP; 2,3,4,5 - T4CP và PCP Cả hai con đường này đều sinh ra những chất gây ô nhiễm khác nhau có hại cho sức khoẻ con người ở nước ta do việc sử dụng các loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ một cách bừa bãi , không được kiểm soát chặt chẽ của các cơ quan chức năng Mặt khác các clophenol còn được thải ra ở nhiều nhà máy xí nghiệp, chưa xử lý nguồn nước thải một cách đúng đắn.Những nguồn này gây ra sự ô nhiễm rất lớn cho môi trường nước của chúng ta

1.3 Một số phương pháp chiết, tách làm giàu clophenol

1.3.1 Kỹ thuật sục khí và bẫy lạnh (Purge and trap) [15]

Hình 3: Thiết bị sục khí và bẫy lạnh

Với kỹ thuật này, các chất hữu cơ được chuyển từ pha lỏng lên pha hơi do khí sục qua mẫu dưới áp suất khí quyển Hơi chất hữu cơ được cuốn theo dòng khí mang đi tới bẫy hấp phụ và bị giữ lại tại đây Sau khi quá trình sục khí và hấp phụ hoàn thành, bẫy được gia nhiệt nhanh tới khoảng 180oC,

sử dụng dòng khí trơ có tốc độ 20-60ml/phút trong thời gian 4 phót để đẩy các

chất hữu cơ hấp phụ trên bẫy vào cột sắc ký (có thể sử dụng thêm bẫy lạnh để

cô đặc mẫu trước khi đưa vào cột sắc ký) Giới hạn phát hiện của phương pháp phụ thuộc vào hiệu suất của quá trình tách chất bằng kỹ thuật sục khí bẫy lạnh và độ nhạy của thiết bị phân tích sắc ký

1.3.2 Kỹ thuật sục khí tuần hoàn (Closed - loop stripping tecnique) [15]

Kỹ thuật sục khí tuần hoàn được giáo sư Grob giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1973 để xác định các chất hữu cơ dễ bay hơi trong nước Về bản chất, phương pháp này có nguyên tắc giống nh phương pháp sục khí và bẫy giữ chất phân tích lại

Hình 4: Thiết bị sục khí tuần hoàn CLSA

Với kỹ thuật này, dòng khí đi qua bơm tới bình mẫu và được phân tán vào nước dưới dạng bọt Một phần hơi chất hữu cơ được cuốn theo dòng khí

ra khỏi mẫu di tới bẫy hấp thụ làm bằng than hoạt tính và bị giữ lại tại đây Dòng khí sau khi bẫy than lại được tuần hoàn qua bơm và sục vào mẫu nước Quá trình này được lặp đi lại lại từ 2 đến 4 giê

Sau khi quá trình sục khí tuần hoàn và hấp phụ hoàn thành, bẫy than được lấy ra Các chất hữu cơ hấp phụ trên bẫy than được rửa giải bằng mét

lượng nhá dung môi khoảng 20µl Dung môi rửa giải thông thường là CS2 Ngoài ra, quá trình giải hấp còn có thể được thực hiện theo phương pháp nhiệt Mẫu rửa giải ra sẽ được cho đi qua thiết bị sắc ký để định tính và định lượng [16]

Đây là một phương pháp có hiệu quả để phân tích các hợp chất dễ bay hơi trong nước, đặc biệt là khi phân tích các hợp chất có hàm lượng rất nhỏ trong nước vì nó có khả năng làm giàu lớn Nếu hiệu suất thu hồi của cả quá trình là 10% thì hệ số làm giàu sẽ là 25.000 lần đối với các hợp chất kém bay hơi(họ phenol), phương pháp này cho hiệu suất thu hồi thấp vì khả năng chuyển lên pha hơi của chúng là kém hơn và cùng với nó ta phải tăng nhiệt độ của qúa trình sục khí và hấp phụ nên giảm khả năng hấp phụ của bẫy than Giới hạn phát hiện của phương pháp này khoảng 0,1 - 100ng/l khi xác định các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, còn với họ phenol độ nhạy phát hiện khoảng µl/l

1.3.3 Phương pháp chiết láng - lỏng trực tiếp từ nước

Theo quy trình chuẩn của cơ quan bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) sè 604

và 625, phenol và các dẫn xuất của chúng trong nước ngầm hoặc nước thải được làm giàu bằng phương pháp chiết - láng trực tiếp với dung môi diclometan Sau đó, các hợp chất được định tính và định lượng bằng kỹ thuật sắc ký khí với detector ion hoá ngọn lửa(FID) hoặc detector khối phổ (MS), hoặc bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu suất cao (HPLC) với detector UV hoặc huỳnh quang Phương pháp này sử dụng chất nội chuẩn 2,4,6 - triclophnol -

13C6 với GC và 2,4 - dibromphenol với HPLC Các phenolat đều được dẫn xuất hoá dưới tác nhân anhidrit axetic thành dạng phenolaxetat Độ thu hồi của phương pháp từ 40-89% và giới hạn phá hiện từ 1-10ng/l [14]

Theo ISO - 8165 -1, các phenol có thể được chiết trực tiếp từ pha nước (không qua lọc) bằng dietylete, cô cạn, làm giàu và làm sạch qua cột selicagel Sau đó, chúng được định tính và định lượng bằng sắc ký khí với detector FID hoặc FPD [20].

1.3.4 Phương pháp chưng cất

Phương pháp chưng cất là phương pháp nhanh, đơn giản, tốn Ýt dung môi

và có thể áp dụng phân tích đối với mẫu nước thải công nghiệp nhiều tạp chất

Theo phương pháp chưng cất, mẫu nước dược điều chỉnh tới pH = 1,5 thêm 25% NaCl, và tiến hành chưng cất trực tiếp, hứng phần ngưng, tiêm 1

ml vào máy sắc ký lỏng hiệu suất cao HPLC Khi nghiên cứu phương pháp này với 5 clophenol cho thấy độ thu hồi từ 91,9 - 97,3% độ lặp lại cao, và giới hạn phát hiện từ 7-16µg/l [12]

Phương pháp chưng cất kết hợp với kỹ thuật nội chuẩn và dẫn xuất hoá các phenolic đã được áp dụng để phân tích mẫu nước thải [9] Với phương pháp này, mẫu nước đã được axit hoá tới pH ∼ 1, thêm chất nội chuẩn là 2,6 - dibromphenol, thêm dung môi và dung dịch NaCl bão hoà, rồi đem chưng cất thu pha hữu cơ giàu chất phân tích Sau đó chuyển chất phân tích vào pha hữu

cơ khác phù hợp, tiến hành dẫn xuất hoá các phenolic bằng pentafluorobenzylbromua 1% trong axeton, rồi làm sạch mẫu bằng cách cho qua cột florisil và làm khô bằng Na2SO4 khan, đuổi dung môi, tiến hành phân tích sắc ký khí với detector ECD Độ thu hồi của phương pháp từ 75,94 - 89,69% ở nồng độ 0,01 - 1 mg/l với DCP và 0,001 - 0,1 mg/l với các clophenol có số clo nhiều hơn

1.3.5 Phương pháp cất lôi cuốn hơi nước [1]

Cất láng - lỏng lôi cuốn hơi nước là một trong những phương pháp nhân lặp và tinh chế các hợp chất hữu cơ đạt hiệu quả cao Phương pháp này

sử dụng để tinh chế, làm giàu các chất không tan và Ýt tan trong nước

Hình 5: Cấu tạo máy cất đạm vi lượng Parnas - Wagnerr sử dụng để cất láng - lỏng

lôi cuốn hơi nước.

Quy trình cất láng - lỏng lôi cuốn hơi nước được tiến hành như sau: Lấy chính xác 100ml nước đã được xử lý sơ bộ vào bình đựng nước 250ml, axit hoá bằng 2ml axti H2SO4 đặc tinh khiết Đưa mẫu vào bình 4 bộ chiết cất lôi cuốn hơi nước Dùng dung môi dietylete tráng bình định mức và đổ vào bình 4, rồi tiến hành chưng cất Phần cất được cô đuổi dung môi bằng dòng khí N2 cho đến khi khô, rồi thêm chính xác 100µl dung môi dietylete Tiêm 1µl dung dịch này vào máy sắc ký khí với detector ECD để định tính và định lượng chúng Độ thu hồi của phương pháp này lớn hơn 70%, với độ lặp lại cao và độ nhạy khảng µg/l.

1.3.6 Phương pháp chiết pha rắn (chiết láng - rắn)

1.3.6.1 Nguyên tắc chung

Trong phương pháp chiết pha rắn, các chất hấp phụ rắn, có diện tích bề mặt riêng lớn được sử dụng để chiết, tách và làm giàu các hợp chất hữu cơ từ pha nước Theo phương pháp này, mẫu nước được điều chỉnh tới pH thích hợp được xử lý sơ bộ rồi được dội qua cột (cột được nhồi chất hấp phụ rắn)

Do ái lực mạnh với pha tĩnh nên các chất hữu cơ bị giữ lại trên cột, và sau đó dùng dung môi hữu cơ thích hợp để rửa giải thu chất phân tích

Các chất hấp phụ rắn được sử dụng cho chiết pha rắn bao gồm: các polyme, polyme đồng trùng hợp styren - divinylbenzen, polyme acrylic, tenax

- GC, các pha liên kết C18, C8, C6 - Silica và thường được bán trên thị trường dưới dạng hạt, cột nhồi rắn, dạng phim, dạng đĩa hay dạng màng

Phương pháp chiết pha rắn thường được áp dụng đối với các chất khó bay hơi, các chất không chiết được bằng phương pháp chiết láng - lỏng

1.3 2 Phương pháp sử dụng nhựa hấp phụ polystyren - divinyl - benzen

Theo phương pháp này, nhựa được Ðp dưới dạng đĩa, và áp dụng cho phân tích các phenol trong nước Trước khi sử dụng, đĩa được chuẩn bị kỹ lưỡng bằng cách ngâm trong axeton, trong metanol và cuối cùng rửa bằng nước cất có điều chỉnh pH tương đương với pH của mẫu Mẫu nước được điều chỉnh tới pH ∼ 2, rồi được lọc qua đĩa, sau đó chất phân tích được rửa giải bằng metanol Cùng với kỹ thuật dẫn xuất hoá, nội chuẩn và làm sạch trên florisil, khan hoá trên Na2SO4 , đã chứng tỏ chiết bằng đĩa styren - divinybenzen là phương pháp nhanh để phân tích các clophenol trong nước ngầm và nước bề mặt Độ thu hồi của phương pháp khá cao, từ 74,14 - 97,92% Tuy nhiên, trước khi lọc qua đĩa, mẫu cần được lọc để loại các hạt rắn [23].

Cheung Julic và cộng sự cũng đã nghiên cứu chiết pha rắn (SPE) sử dụng chất hấp phụ polystyren - divinylbenzen để tiến hành chiết hỗn hợp 8 clophenol trong nước và tiến hành xử lý nước thải ở vùng Sydney Kết quả cho thấy nhựa không ion polystyren - divinylbenzen có khả năng hấp phụ mạnh hơn than hoạt tính Sau đó, chất phân tích được định lượng trên thiết bị

GC - MS Độ nhạy của phương pháp cỡ ppb [7]

1.3.6.3 Chiết pha rắn sử dụng đĩa C 18

Đĩa C18 đã được sử dụng làm chất hấp phụ để xây dựng quy trình chuẩn xác định các phenol trong nước Theo quy trình này, mẫu được kiềm hoá và thêm chất nội chuẩn 2,4,6 - triclophenol - 13C6, được axetat hoá thành phenolaxetic với tác nhân anhidritaxetat, được đi qua đĩa C8 Chất phân tích bị giữ trên đĩa được rửa giải bằng axeton Dịch chiết được cô cạn và được định tính, định lượng trên thiết bị GC-MS Độ thu hồi của phương pháp đạt 60-95%, với giới hạn phát hiện 5-20ppb[13]

Nghiên cứu của S.Dupeyron và các cộng sự cho thấy pentaclophenol trong nước uống hoặc nước thải công nghiệp được điều chỉnh tới pH∼2,6, bơm qua đĩa C18, được rửa giải bằng hỗn hợp axetonitril + nước + axit axetic, được định lượng bằng HPLC với detector quang (UV) hoặc huỳnh quang (RF) Độ nhạy của phương pháp ∼ 0,1µg/l Nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi thêm NaCl vào mẫu nước làm tăng độ phân cực của nước và do đó sẽ nâng cao được độ thu hồi của pentaclophenol lên từ 87-90% [12, 2].

Theo Goncharov V.V và các cộng sự, lượng lớn mẫu nước được bơm qua đĩa C18 để làm giàu trước mỗi phép phân tích Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật sắc ký khí kết hợp với khối phổ (GC-MS) để phân tích Giới hạn phát hiện của phương pháp này là 1 -10ng/l [5]

Đĩa C18 còng đựơc Bao M.L và các cộng sự sử dụng để chiết và làm giàu các phenol và dẫn xuất của phenol trong nước Theo nghiên cứu này, mẫu được axetyl hoá trực tiếp bằng anhydritaxetic thành phenolaxetat, rồi được chiết bằng đĩa C18 và được định lượng bằng phương pháp sắc ký khí sử dụng detector khối phổ Phương pháp này có độ chính xác và độ nhạy cao được dùng

để phân tích các hợp chất của phenol bao gồm: phenol, ankyl phenol, phenol đã halogen hoá, nitrophenol trong nước máy, trong đất và các mẫu nước sông Độ thu hồi của phương pháp lớn hơn 80% và độ nhạy từ 2-50ng/l [3]

Jitka Frebortava, Vera Tatarkovieova đã phân tích 7 clopenol trong nước thuộc danh mục các chất gây ô nhiễm môi trường lâu dài do EPA đưa ra: 2 - clophenol (2 - CP); 4- clo - 3 metylphenol (4,3 - CMP); 2,6 - diclophenol (2,6 - DCP) ; 2,4 - diclophenol (2,4 - DCP); 2,4,5 - triclophenol (2,4,5 - TCP); 2,4,6 - triclophenol (2,4,5,6-TCP); pentaclophenol (PCP) Các tác giả đã nghiên cứu chiết pha rắn sử dụng pha liên kết C6, C8, C18 - Silica để xem xét sự phụ thuộc của độ thu hồi vào thể tích dung môi rửa giải, pH mẫu

và thể tích mẫu để tìm chất hấp phụ tối ưu Kết quả cho thấy C18 - Silica là chất hấp phụ đạt hiệu quả cao nhất trong số các chất được khảo sát [21].

1.3.6.4 Chiết pha rắn sử dụng chất hấp phụ XAD - 2, XAD - 4

Chất hấp phụ XAD - 2 còn gọilà nhựa XAD - 2, được sử dụng rộng rãi trong phương pháp chiết lỏng rắn XAD - 2 có dạng hạt nhỏ, đường kính ∼ 0,25 - 0,5mm màu trắng, có dung lượng hấp phụ lớn do diện tích bề mặt lên tới 300m2/g Theo phương pháp chiết này, mẫu được xử lý sơ bộ, được điều chỉnh tới pH ∼ 2, rồi được dội qua cột XAD - 2 để tách và làm giàu các clophenol Sau đó, chất phân tích được giải hấp bằng các dung môi thích hợp đến khi thu hết, rồi đem cô cạn và định lượng trên GC - ECD hoặc GC - MS

Độ thu hồi của phương pháp từ 75-87%, và độ nhạy ∼ ppb [ 1, 24, 11, 22]

Chất hấp phụ XAD - 4 còn được gọi là nhựa XAD - 4 Đó là nhựa polystyren có kích thước nhỏ, đường kính trong ∼ 50Ao thường được sử dụng làm chất hấp phụ các phenol và dẫn xuất Nhựa có dung lượng hấp phụ lớn,

do diện tích bề mặt riêng lớn ∼ 750m2/g

Zheng - Liang Zhi và cộng sự đã tiến hành chiết và làm giàu các phenol trên XAD - 4, sau đó rửa giải chất phân tích trên pha rắn và áp dụng phương pháp đo mầu sử dụng thuốc thử 4 - amino antipyrin để xác định tổng lượng các phenol trong nước Giới hạn phát hiện của phương pháp này tới 0,2ng/ml

và khoảng tuyến tính 0,5-60ng/ml [27]

Trong nghiên cứu của mình Elina B Caramao và các cộng sự Brazin

sử dụng XAD - 4 để chiết các phenol từ mẫu nước khí hoá than sau khi đã được axtyl hoá bằng anhidritaxetic Chất phân tích được rửa giải và định lượng trên thiết bị sắc ký khối phổ GC - MS Qua nghiên cứu này, họ đã phát hiện ra 20 hợp chất phenol đã được axetyl hoá trong hổn hợp phức tạp của nước khí hoá than [26]

Một nghiên cứu mới đây đã sử dụng nhựa XAD - 4 để chiết và làm giàu các clophenol trong nước Theo quy trình này, mẫu nước được kiềm hoá tới pH ∼ 13 được lọc sơ bộ loại các tạp chất thô, rồi axit hoá tới pH ∼ 2; tiến hành chiết các clophenol trên nhựa XAD - 4, sau đó rửa giải bằng dietylete Các clophenol sau khi rửa giải sẽ được giải chiết khỏi pha hữu cơ bằng dung dịch NaOH ∼ 0,2N, rồi axit hoá tới pH ∼ 2 và chiết lại bằng dietylete Dịch chiết được làm khô bằng Na2SO4 khan, rồi cô cạn bằng dòng khí nitơ, thêm dung môi n - hecxan và bơm 1µl vào máy sắc ký khí với detector ECD để định lượng Độ thu hồi của phương pháp từ 68-83% với độ nhạy phát hiện nhỏ hơn 0,01µg/ml [22].

1.3.6.5 Phương pháp vi chiết pha rắn

Để nâng cao hiệu suất thu hồi khi phân tích các phenol và đơn giản hoá quy trình phân tích, Buchholz và cộng sự đã đề xuất phương pháp vi chiết pha rắn (Solid - phase micro extration: SPME) Phương pháp này dùa trên cơ chế lôi cuốn các hợp chất hữu cơ từ pha nước hoặc pha khí lên sợi silica được phủ các chất hấp phụ thích hợp nh polyacrylate Các hợp chất hữu cơ bám trên sợi silica sẽ được đưa trực tiếp vào buòng hoá hơi của thiết bị sắc ký bằng một bơm tiêm cải tiến

Theo kỹ thuật này, khi pít tông rút ngược lên, sợi hấp phụ sẽ thụt vào sâu trong kim để tránh bị gẫy khi rót kim ra khỏi nắp đậy bình mẫu hoặc khi bơm vào buồng hàng hoá hơi của thiết bị sắc ký Sợi silica dài 1cm được phủ một líp polyacrylate dày 95µm Bằng kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm phân tích 11 loại phenol khác nhau với giới hạn dưới là 0,8µg/l đối với phenol và 0,01µg/l đối với 4 clo - 3 metyl phenol, tương ứng là các giá trị cao nhất và thấp nhất trong giới hạn phát hiện của 11 loại phenol đem thử

nghiệm Độ chính xác của phương pháp rất cao, với sai số lớn nhất khi xác định pentacclophenol là 12%, còn các chất khác chỉ khoảng 4-5% [6].

1.4 Một số phương pháp xác định các clophenol trong nước

1.4.1 xác định phenol và dẫn xuất của nó bằng phương pháp trắc quang

Với thuốc thử 4 - aminoantypirin khi có mặt kaliferoxianua K3[Fe(CN)6] hoặc amonipesunphat (NH4)2S208 trong môi trường pH ∼ 10 Sản phẩm mầu được đo trực tiếp ở bước sóng 500mm hoặc được chiết lên clorofom và đo mầu ở bước sóng 460mm Phương pháp này có ưu điểm là xử

lý mẫu nhanh, không phức tạp nhưng chỉ cho phép phân tích hàm lượng các phenol và dẫn xuất có nồng độ 0,001 - 0,005% [18]

Cải tiến các phương pháp này và sử dụng chất hấp phụ XAD - 4 để tách

và làm giàu các clophenol từ dung dịch nước tại pH ∼ 2 trong hệ thống dòng liên tục Chất phân tích được rửa giải bằng cách bơm liên tục dòng dung dịch nước có pH ∼ 13 qua nhựa, rồi đưa trực tiếp vào dòng thuốc thử 4 - aminoantipyrin Sản phẩm của phản ứng được chiết bằng cloroform và đo mầu Phép phân tích có độ nhạy khá cao khoảng 0,2ng/ml với khoảng tuyến tính 0,5-60ng/ml [27]

Hạn chế của phương pháp này là thuốc thử 4 - aminoantipyrin kém chọn lọc với các phenol Chỉ xác định được lượng tổng các phenol trong nước

1.4.2 Phương pháp sắc kí lỏng hiệu suất cao (HPLC)

Phương pháp sắc khí lỏng hiệu suất cao và phương pháp sắc ký khí đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ và Châu Âu sử dông nh là phương pháp chuẩn để xác định phenol và các dẫn xuất của phenol Phương pháp có

độ nhạy rất cao, khoảng ppb

S Dupeyron và các cộng sự đã tiến hành chiết pha rắn và sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu suất cao để xác định các phenol trong nước [6] Theo phương pháp này, cột tách được sử dụng là cột pha đảo có kích thước (12,5cm x 4,0mm), Mẫu sau khi đi qua cột tách sẽ được đi qua detector quang (UV) hoặc huỳnh quang (RF) với chương trình bước sóng của UV là : 270nm clophenol và 2 - CP, 285 nm, 289 nm và 303 nm tương ứng cho 2,4 - DCP; 2,4,6 - TCP và PCP, còn bước sóng hấp thụ của huỳnh quang là 270 nm

và phát xạ là 298 nm Phương pháp này có độ nhạy khoảng 0,1µg/l

Riehn O., Jeken M đã sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu suất cao với cột tách là cột pha đảo để xác định phenol và các dẫn xuất của phenol trong nước thải Phenol và các dẫn xuất của phenol đều được xác định ở bước sóng 500nm khi có mặt N - metylbenzothiazo-2hydrazon và Ce(NH4)2(SO4)3 trong môi trường axit mạnh Giới hạn phát hiện của phương pháp từ 1-20ng trong một lần bơm mẫu

Một số nghiên cứu khác cũng đã sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu suất cao để xác định phenol và các dẫn xuất của phenol trong nước với độ nhạy khoảng µg/l [21, 8,]

1.4.3 Phương pháp sắc ký khí

Phương pháp sắc ký khí cột mao quản kết hợp với detector khối phổ và kỹ thuật chọn lọc ion (GC - MS – SIM) được đánh giá là phương pháp có độ nhạy cao nhất (khoảng ng/l) trong việc phân tích phenol và các dẫn xuất của phenol

Theo ISO - 8165 - 1, có 31 hợp chất gồm phenol và dẫn xuất của phenol đã được xác định bằng phương pháp sắc ký khi với detector ion hóa ngọn lửa (FID) và detector bắt giữ điện tử (ECD) Giới hạn phát hiện của phương pháp từ 0,1µg/l - 1 mg/l [18]

Cheung Julic và cộng sự đã tiến hành chiết pha rắn để tách và làm giàu hỗn hợp các phenol trong nước thải vùng Sydney Các phenol này được định tính và định lượng bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ với độ nhạy khoảng ppb [10].

Theo nghiên cứu của Heberer Thomas và cộng sự, khi tiến hành chiết pha rắn để tách và làm giàu phenol và hơn 50 dẫn xuất của phenol, sau đó sử dụng phương pháp sắc ký khí khổi phổ với kỹ thuật chọn lọc ion để định tính

và định lượng chúng đã cho độ nhạy khá cao khoảng ng/l Trong phương pháp GC - MS - SIM, họ sử dụng hai loại cột mao quản là HP-5 có kích thước (25m x 0,2mm x 0,33µ) và Rtx - 200 có kích thước (30m x 0,32mm x 0,25µm) [17]

Chương 2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp sắc ký khí lỏng hiệu suất cao (HPLC) và những vấn

đề cần nghiên cứu ứng dụng

2.2.1.1 Nguyên tắc chung của phương pháp HPLC

Sắc ký lỏng là quá trình tách một,hoặc hỗn hợp các chất ở trong cột tách sắc ký ở trạng thái lỏng, mà ở đây thực chất là sự vận chuyển và phân bố lại liên tục của các chất tan (mẫu phân tích) qua từng líp của cột chất nhồi (pha tĩnh) từ đầu đến cuối cột tách Trong những điều kiện sắc ký nhất định thì chất tan luôn được phân bố giữa hai pha động và pha tĩnh tuân theo định luật phân bố Mặt khác, mỗi chất có cấu trúc phân tử và tính chất khác nhau,

nên khả năng tương tác tới pha tĩnh và khả năng hoà tan trong các dung môi rửa giải (pha động) khác nhau, do vậy tốc độ vận chuyển các chất tan qua cột

là khác nhau Vì thế tạo ra sự tách của các chất khi qua cột sắc ký

Trong kỹ thuật HPCL, mẫu phân tích được bơm vào cột qua mét van bơm mẫu, sau đó nhờ một bơm cao áp bơm pha động chảy qua cột sắc ký với một tốc độ xác định để thực hiện quá trình tách.Quá trình tách trong cột sắc ký là

sự tương tác của các chất phân tích với pha tĩnh đứng yên trong cột tách và pha động luôn chuyển động qua cột tách với tốc độ nhất định Đây là quá trình chính diễn ra trong cột tách của kỹ thuật HPLC Sự tương tác của chất tan với pha tĩnh có thể diễn ra theo:

- Tương tác hấp phụ

- Tương tác trao đổi ion

- Tương tác rây phân tử

Vì thế cũng có ba loại sắc ký tương ứng với ba bản chất của kiểu tương tác này

- Sức ký hấp phụ (pha thường NP - HPLC, pha ngược RP-HPLC)

- Sắc ký trao đổi ion (EX-HPLC)

- Sắc ký rây phân tử (Gel-HPLC)

Trong HPLC việc phát hiện các chất phân tích nhờ các detectơ và sau đó được chỉ thị sang bộ phận ghi nhận kết quả Tuỳ theo đối tượng, yêu cầu, độ nhạy và đặc biệt là bản chất của chất phân tích mà chọn các loại detectơ khác nhau, nh phổ hấp thụ phân tử hay huỳnh quang, v.v

Detectơ phổ biến nhất là detectơ hấp thụ quang phân tử vùng phổ UV-VIS Thực chất của detectơ loại này là các máy phổ hấp thụ phân tử vùng tử ngoại (UV) và khả kiến (VIS) Buồng đo chứa cuvét được thay bằng các cuvét động

(flowcell) có thể tích rất nhỏ từ 3-7µl Việc đo và phát hiện các chất phân tích hay hợp chất của chúng là dùa trên cơ sở hấp thụ quang phân tử của chất ở trong dung dịch (trong pha động rửa giải) tại một độ dài sóng nhất định Dung dịch ở đây là pha động (có hoà tan chất phân tích) của quá trình sắc ký, dung dịch được chảy liên tục qua buồng đo (flowcell) Các chất phân tích tan trong pha động có thể cho phổ hấp thụ trực tiếp của chính nó hay đo gián tiếp hợp chất của chúng với một thuốc thử thích hợp có khả năng hấp thụ quang tốt Các phản ứng tạo thành các hợp chất để đo này phải có tính chất định lượng hoàn toàn trong điều kiện xác định Với loại detectơ này bộ phận điện tử thu nhận và khuyếch đại tín hiệu là các nhân quang điện kiểu ống hay đi ốt phát quang (photodiode) Nói chung đây là loại detectơ có độ nhạy tương đối cao, đơn giản, dễ dùng và không quá đắt, nên rất phổ cập của hệ trang bị HPLC Nguyên tắc cấu tạo của một hệ HPLC được mô tả trong hình 7(trang 30).

Ngoài ra còn có các detectơ loại khác nh detectơ huỳnh quang, điện hoá, khối phổ, v.v Nếu chất phân tích phù hợp với những loại này thì độ nhạy sẽ tốt hơn detectơ UV-VIS

2.2.1.2 Sắc ký lỏng hấp phụ pha ngược

Trong sắc ký HPLC hấp thụ được chia thành hai hệ: hấp phụ pha thường (NP-HPLC) và hệ hấp phụ pha ngược (RP-HPLC) Sự khác nhau giữa hai hệ này chủ yếu là do pha tĩnh của chúng có đặc trưng vật lý của bề mặt khác nhau

Hệ hấp phụ pha ngược (RP-HPLC), pha tĩnh (SP) thường là các silica trung tính đã được alkyl hoá nhóm - OH trên bề mặt bằng các nhóm ankyl của mạch cácbon C2, C8, C18 hay nhân phenyl, vì vậy nó có bề mặt không phân cực hay Ýt phân cực và kỵ nước Pha động là hệ dung môi rửa giải phân cực, thường là các dung môi hữu cơ, có thể hoà tan tốt trong nước, hay có thêm

dung dịch đệm pH được trộn với nhau theo những tỷ lệ nhất định, ví dụ CH3OH/H2O, CH3CN/H2O, v.v Trong nhiều trường hợp H2O lại là một thành phần chính của pha động Chính nhờ những đặc tính nh vậy nên hệ RP-HPLC được sử dụng rất phổ biến để tách nhiều loại hỗn hợp mẫu từ vô cơ đến hữu cơ, từ chất phân cực đến không phân cực Do vậy, thành phần pha động

là một yếu tố ảnh hưởng rõ rệt đến kết quả tách sắc ký nh thời gian lưu, độ phân giải, chiều cao của pic sắc ký Chính do tính chất này mà hệ RP-HPLC

có tính linh hoạt cao trong quá trình sắc ký đối với nhiều chất mẫu và được sử dụng nhiều

Bản chất của sự tách sắc ký trong cột là dùa trên tính chất hấp phụ của pha tĩnh Trên bề mặt pha tĩnh diễn ra các quá trình cân bằng động học của sự hấp phụ, đó là quá trình hấp phụ và rửa giải liên tục ở trên cột tách theo sơ đồ sau:

Sr + Xi S(Xi)

S(Xi) + M M(Xi) + SrTrong đó :

Sr : pha tĩnh

S(Xi): các phần tử chất tan bị hấp phụ trên bề mặt pha tĩnh Sr

M: các phân tử pha động

Xi : sè các phân tử chất tan

M(Xi) : phân tử chất tan trong pha động M

Trong quá trình sắc ký, khi chóng ta bơm pha động qua cột tách, để thực hiện sắc ký, các chất phân tích bị lưu giữ trong cột tách (ở trên pha tĩnh) bao lâu là tuỳ thuộc vào sự tương tác hấp phụ của nó với pha tĩnh và theo độ hoà tan của các chất vào pha động Các chất có độ hoà tan lớn (độ phân cực lớn) sẽ có thời gian lưu giữ nhỏ Thời gian lưu giữ của chất tan trong hệ pha ngược có thể được tính gần đúng theo công thức sau

Lnk'i = Vi Ln(n /n )

RT

)(

)

2(

M S S

M i S

M +ε − ε ε −ε +ε

Trong đó:

k'i - hệ số dung tích của chất tan i

Vi - thể tích phân tử của chất tan i (ml/mol)

R - hằng số khí (1,9865 Cal/mol.K)

T - nhiệt độ của hệ (Ko)

εM - độ phân cực của pha động

εS - độ phân cực của pha tĩnh

εi - độ phân cực của chất tan

ns , nM - sè mol của pha tĩnh và pha động trong cột tách

Công thức này chỉ cho giá trị gần đúng của k'i Giá trị k'i này được tính trong các điều kiện chuẩn, điều kiện lý tưởng Trong thực tế mẫu phân tích chỉ dùng giá trị k' này để dự đoán, giải thích định tính thời gian lưu giữ của các chất phân tích dược rửa giải ra trước hay sau

Trong quá trình sắc ký để có được một hệ dung môi phù hợp thì sự pha trộn giữa hai hay nhiều dung môi đơn theo các tỷ lệ khác nhau sao cho pha động (MP) có độ tan nằm giữa hai dung môi đơn M1 và M2 theo qui tắc

EM1 < EMP < EM2

Là điều cần thiết, để có được hiệu quả tách cao Đây cũng chính là tính linh động của hệ RP-HPLC Các yếu tố của hệ pha ngược như: bản chất và các đặc trưng của pha tĩnh trong cột tách; bản chất, thành phần và tốc độ của pha động; bản chất, cấu trúc phân tử của chất tan là những yếu tố quyết định cho độ chọn lọc của hệ pha ngược

Vì vậy, khi phân tích phải nghiên cứu chọn được các điều kiện phù hợp thì mới thu được kết quả tách cao nhất, nó bao gồm các yêu cầu sau: Chọn

pha tĩnh phự hợp theo cỏc tớnh chất và đặc trưng Nh loại hạt, độ xốp, cỡ hạt, kớch thước cột chứa pha tĩnh, chọn pha động phự hợp: dung mụi, thành phần và tốc độ, chọn loại detectơ và cỏc thụng số của nú để phỏt hiện và đo định lượng đạt kết quả cao và chớnh xỏc.

2.2.1.3 Một số khỏi niệm và phương trỡnh cơ bản của phương phỏp sắc

kớ lỏng hiệu năng cao

- Tư liệu của quỏ trỡnh sắc ký

Tư liệu của một quỏ trỡnh sắc kớ là sắc đồ Mỗi pớc trờn sắc đồ ứng với một cấu tử nhất định của hỗn hợp cần tỏch Diện tớch hay chiều cao của pic sử dụng

để định lượng, cũn thời gian lưu là yếu tố để định tớnh Thời gian từ khi bơm mẫu cho đến khi đạt cực đại của pic gọi là thời gian lưu là thời gian lưu toàn phần TR , nó bao gồm hai thành phần T0 thời gian một cấu tử trơ đi qua cột (nh

là mờ tan )và TR là thời gian lưu hiệu chỉnh

Dựa vào sắc đồ ta cú thể tớnh được số đĩa lý thuyết của cột ứng với từng cấu tử theo cụng thức:

n =

Tuy nhiờn người ta cú thể tớnh số đĩa lý thuyết dựa vào độ rộng của pớc sắc ký

t'R 2

n: Số đĩa lý thuyết của cột tách Thời gian lu của cấu tử

σ: Độ lệch chuẩn của píc sắc

H = A +B/u +C.u

H : chiều cao đĩa lý thuyết

A : đại diện cho sự phụ thuộc của chiều cao đĩa lý thuyết vào đường kớnh hạt pha tĩnh

Với: Wi : Độ rộng của píc tại điểm uốn, wi = 2σ

Wh: Độ rộng của píc tại nửa chiều cao píc wh=2,354σ

Wb: Độ rộng của píc tại đáy píc, wb = 4σ

B : đại diện cho sự khuyếch tán của phân tử chất tan trong cột C: đại diện cho quá trình khuyếch tán của chất tan từ pha tĩnh ra pha động và ngược lại

Trên thực tế , người ta thường tiến hành ở tốc độ gấp đôi tốc độ tối

ưu để giảm thời gian phân tích Sở dĩ có thể làm được nh vậy vì độ dốc bên phải đường cong Van-Deemter thường nhỏ hơn nhiều so với phía bên trái

2.2.1.4 Phân tích định tính và định lượng bằng HPLC

Trong một hệ pha đã chọn, đại lượng đặc trưng cho sự tách sắc kí của các

chất là thời gian lưu giữ (TR) của chất Điều đó có nghĩa là, trong một hệ pha

và trong các điều kiện sắc kí đã chọn nhất định thì mỗi một chất phân tích trong hỗn hợp mẫu phân tích sẽ có thời gian lưu cố định Do đó, có thể phân

H

U cm/sec

tích định tính các chất trong mẫu chưa biết bằng HPLC thông qua thời gian lưu tR của chất đó.

Để tiến hành phân tích định lượng, người ta đưa vào mối quan hệ

phụ thuộc của nồng độ chất phân tích và đại lượng đo trong sắc kí là chiều cao píc hay diện tích pic, do vậy có hai biểu thức được sử dụng trong phân tích định lượng

- Theo chiều cao pic sắc kí: H = a.C

- Theo diện tích pic : S = a.C

Trong đó C – nồng độ chất phân tích trong mẫu bơm vào cột tách

a- hệ số điều kiện thí ngiệm

H- chiều cao pic sắc kí của chất phân tích

S – diện tích pic sắc kí của chất phân tích

Từ một trong hai phương trình trên, và nhờ một bộ mẫu chuẩn là chúng ta

có thể định lượng chất phân tích , hoặc theo phương pháp đường chuẩn hoặc theo phương pháp thêm

2.2.2 Thiết bị và hoá chất dùng để nghiên cứu

PP

Hình 7 Sơ đồ hệ thống sắc ký lỏng hiệu suất cao đơn giản

MP: Pha độngP:bơm cao áp P:b¬m cao ¸p

Sv : van bơm mẫuCl: cột tách sắc ký Cl: cét t¸ch s¾c ký

D: DetectơRe: bộ phận ghi kết quả Re: bé phËn ghi kÕt qu¶

4 Máy tù ghi (Re): để ghi sắc đồ tách dưới dạng pic

Máy BD-40 của hãng Kipp and Zonen (CHLB Đức)

2.2.2.2 Các thiết bị phụ trợ khác

Trong phần thực nghiệm này, ngoài hệ thống HPLC đã nêu ở phần trên, chúng tôi còn sử dụng một số thiết bị khác nh:

- Hệ thống cất hồi lưu, cất quay của hãng Chrompack (Netherlands)

- Cân phân tích 4 số của hãng Sartourius (CHLB Đức)

- Máy siêu âm đuổi khí cho pha động Medel 750, chrompack (Netherlands)

- Bé micropipet tự động : 20, 100, 200, 1000, 5000µl

- lọ thuỷ tinh đựng mẫu

- Dụng cụ thuỷ tinh nh: phễu lọc/hút chân không, bình nón, bình định mức,

2.2.2.3 Các hóa chất

Dung dịch NaOH , H2SO4, HCl , H3PO4 tinh khiết dùng cho sắc ký ở các nồng độ khác nhau

Nước cất: 2lần,

Nhựa hấp phụ dùng cho chiết lỏng rắn XAD-4

khí nitơ tinh khiết 99,99% dùng để cô đuổi dung môi

Na2SO4 pA khan (Merck) được nung lại ở 400oC trong 1 giê trước khi dùng

Metanol tinh khiết cho HPCL của hãng Prolabo (Pháp) và Merck (Đức)

n-hecxan tinh khiết

Diclometan loại cho HPCL, hãng Merck

Tetrahydrofuran cho HPLC, hãng Merck

Axeton cho HPLC, hãng Merck