MỘT số PHƯƠNG PHÁP lý hóa TRONG KIỂM NGHIỆM pptx _ KIỂM NGHIỆM (slide nhìn biến dạng, tải về đẹp lung linh)

Bài giảng pptx các môn chuyên ngành dược hay nhất có tại “tài liệu ngành dược hay nhất”; https:123doc.netusershomeuser_home.php?use_id=7046916. Slide bài giảng môn kiểm nghiệm thuốc pptx dành cho sinh viên chuyên ngành dược. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết từng bài, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn kiểm nghiệm thuốc bậc cao đẳng đại học chuyên ngành dược

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ

TRONG KIỂM NGHIỆM

Bài giảng pptx các môn chuyên ngành dược hay nhất có tại “tài liệu ngành dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?

use_id=7046916

Khoa Dược – Bộ môn Kiểm nghiệm thuốc

Nội dung

1 Phương pháp tách chiết

Câác phương pháp tách

- Phương pháp lọc

- Phương pháp ly tâm

- Phương pháp chia cắt pha

- Chiết

3

Nội dung

2 Phương pháp quang phổ hấp phụ UV - VIS

2.1 Cơ sở lý thuyết

2.2 Máy quang phổ hấp phụ UV - VIS

2.3 Ứng dụng phổ UV - VIS trong kiểm nghiệm

3 Phương pháp quang phổ hồng ngoại IR

Các phương pháp tách

• ƒ- Tách là nhóm các phương pháp hóa học, vật lý và hóa lý nhằm đi từ một hỗn hợp phức tạp→hỗn hợp đơn giản→từng chất

• - ƒHỗn hợp phức tạp→ tách một chất hoặc một nhóm chất

• ƒDược: đối tượng phân tích đa dạng→ khó xác định trực tiếp một chất mà phải qua giai đoạn tách→định lượng

• ƒTách có thể dùng để tinh chế hoặc nghiên cứu thành phần của một hỗn hợp

5

Các phương pháp tách

• Hỗn hợp có ít nhất hai pha không hòa lẫn vào nhau Ví dụ: nhũ tương, hỗn dịch

• Tách hai pha:

+ Lọc, ly tâm: áp dụng cho hỗn dịch

+ Thay đổi nhiệt độ, pH, lắng, gạn: áp dụng cho nhũ tương

• - Chia cắt pha: hỗn hợp đồng nhất→hỗn hợp không đồng nhất

Các phương pháp tách

• ƒ+ Tách pha lỏng khỏi pha rắn

• ƒVật liệu lọc:

• Dạng sợi hoặc xốp

• Chất vô cơ:

• * Dioxyd silic

• * Thủy tinh (phễu lọc thủy tinh xốp, bông thủy tinh)

• * Cellulose (giấy lọc)

• ƒKỹ thuật lọc:

• * Lọc ở áp suất thường

• * Lọc ở áp suất giảm (lọc chân không): bình Kitasato

7

Các phương pháp tách

+ Một pha ƒ hai pha

+ Đơn giản, dễ thực hiện (sau khi chuyển pha)

+ Tách hỗn hợp rắn (lắng, chọn lọc cơ học)

+ Tách hỗn hợp lỏng (loại bớt dung môi, giảm khả năng hòa tan dung môi)

8

Phương pháp chiết

• + Chiết là một phương pháp dùng dung môi (đơn hay hỗn hợp) để tách lấy một chất hay một nhóm các chất từ hỗn hợp cần nghiên cứu

• ƒ*Thường gặp: chiết hoạt chất từ dung dịch nước vào dung môi hữu cơ

• ƒ * Mục đích: định tính, định lượng, xác định cấu trúc

• ƒ+ Chiết là một phương pháp tách bằng chuyển pha dựa vào sự phân bố của chất tan trong hai pha A và B

• ƒPhân loại:

• * Chiết lỏng – lỏng (liquid-liquid extraction, LLE)

• * Chiết lỏng – rắn (liquid-solid extraction, LSE): kỹ thuật chiết pha rắn (Solid phase extraction, SPE)

9

Chiết lỏng – lỏng

10

Chiết lỏng – lỏng

11

Chiết lỏng – lỏng

12

Chiết lỏng – lỏng

13

Các phương pháp chiết lỏng lỏng

• Chiết lặp (chiết gián đoạn, chiết liên tục)

14

Các phương pháp chiết lỏng lỏng

15

Chiết ngược dịng

ngược chiều và tiếp xúc với nhau

phân chia giữa hai pha lỏng –lỏng

16

Chiết lỏng – rắn

chất từ pha lỏng: hấp phụ

từ mẫu phân tích rắn (bột dược liệu)

17

Kỹ thuật chiết pha rắn (Solid Phase

Extraction, SPE)

18

Chiết pha rắn

19

Chiết pha rắn

• + Tương tác giữa chất phân tích và pha liên kết là lực Van der Waals

• +Chất phân tích càng sơ nước càng có khuynh hướng nằm lại trên pha liên kết

• + Rửa giải: chọn dung môi phân cực đủ để phá vở liên kết do lực Van der Waals Ví dụ: MeOH, MeCN, ethyl acetat

• + Chất phân tích rất sơ nước: rửa giải bằng hỗn hợp ethyl acetat : methylen clorid (1:1)

20

Chiết pha rắn

• +Lưu giữ chất phân tích trên pha thuận bắt nguồn từ tương tác phân cực Liên kết hydro, liên kếtπ-π hoặc tương tác lưỡng cực – lưỡng cực

• + Pha không liên kết:

• - ƒChất phân tích có tính base được lưu giữ mạnh trên bề mặt có tính acid và ngược lại

• - ƒCác alcol, aldehyd, dẫn chất halogen hòa tan trong dung môi không phân cực bị hấp thụ mạnh trên silicagel

• + Rửa giải: methanol được dùng cho nhiều trường hợp

21

Chiết pha rắn

• + Lưu giữ: lực hút tĩnh điện giữa hai ion tích điện trái dấu

• + Rửa giải:

• - ƒCột anionit: NaOH 0,1M

• - ƒCột cationit: HCl 0,1M

• - ƒPha liên kết silica

• o Rửa giải anion hữu cơ: hỗn hợp NaOH 0,1M – MeCN (1:1)

• o Rửa giải acid hữu cơ: đệm phosphat – MeOH (1:1)

22

Kỹ thuật chiết pha rắn (Solid Phase Extraction, SPE)

• +Rửa giải: dùng dung môi thích hợp đẩy chất phân tích khỏi pha rắn

23

Kỹ thuật chiết pha rắn (Solid Phase Extraction, SPE)

24

Ưu điểm Khuyết điểm

tích và gây ô nhiễm môi trường.

•Khó khăn trong việc kết nối với GC, HPLC, Gây cản trở cho quá trình tự động hóa việc phân tích.

•Đôi khi tạo nhũ tương làm sai lệch kết quả

•Lượng dung môi dùng ít hơn nhiều so với chiết lỏng–lỏng.

•Đã có một số thiết bị kết nối chiết pha rắn với GC hoặc HPLC, dễ dàng tự động hóa phân tích mẫu.

•Có nhiều lựa chọn pha rắn dùng cho SPE, nên có cơ chế chiết đa dạng, phù hợp hơn với chất phân tích, tính chọn lọc tốt hơn.

•Khó lưu giữ chất phân cực mạnh.

•Tính chọn lọc chỉ dựa vào tương tác phân cực, tương tác kỵ nước, chưa dựa vào đặc điểm của chất phân tích.

•Lượng dung môi dùng đã giảm nhiều nhưng hãy còn lớn.

25

Phương pháp quang phổ

LÀ GÌ?

Phương pháp nghiên cứu khoa học dựa trên sự tương tác của bức xạ ánh sáng lên chất cần khảo sát hoặc sự phát ra bức xạ ánh sáng dưới một tác động hóa lý nào đó

26

Ánh sáng ? Các bức xạ điện từ ?

EMR có thể được coi là một làn sóng điện từ di chuyển với tốc độ của ánh sáng.

Bức xạ bao gồm các hạt rời rạc (lượng tử) của năng lượng, được gọi là photon

f = v / λ.

Thuật ngữ bức xạ bao gồm các bức xạ điện từ khác nhau, từ sóng điện thấp tần số thông qua các tia tử ngoại, khả kiến, tia hồng ngoại đến các tần số cao như X-quang

EMR không cần phương tiện hỗ trợ truyền dẫn của nó và có thể vượt qua chân không.

• Ánh sáng nhìn thấy, tia IR, tia UV, vi sóng, sóng radio: là những bức xạ điện từ khác nhau về độ dài sóng (bước sóng).

400nm 800nm 200nm 400nm

27

2 BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG

2.1 Tính chất sóng: bức xạ có dao động sóng của cường độ điện trường và từ trường thẳng góc nhau.

Hình bức xạ điện từ có bước sóng , truyền theo trục x

giải thích:

- hiện tượng nhiễu xạ (diffraction),

- giao thoa (interférence).

Wave theory of light (Maxwell's theory) http://www.pschweigerphysics.com/quantum.html

ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG PHỔ HỌC

28

2.2 Tính chất hạt

Bức xạ điện từ: cấu tạo bởi những hạt (= photon = quang tử) mang năng lượng lan truyền với vận tốc ánh sáng:

λ= độ dài sóng;

C = tốc độ của ánh sáng = 3 x 1010 cm/sec;

λ = tần số ánh sáng (chu kỳ /sec);

h: hằng số Planck = 6,62 x 10-27erg/sec = 6,63 x 10-34 J.s.

- bước sóng càng nhỏ thì năng lượng photon càng lớn.

C

= λ

υ

λ υ

ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG PHỔ HỌC

29

2.3 Các đại lượng đặc trưng

-   bước sóng (λ): khoảng cách ngắn nhất giữa 2 lần dao động

thứ nguyên Ao =10-10 m, 1nm =10 - 9 m, 1m = 10 -6 m.

-   tần số (ν) : số lần dao động / giây (Hertz – viết tắt là Hz)

-  số sóng ( ): số lần dao động / cm, thứ nguyên là cm-1

(λ)

ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG PHỔ HỌC

30

3.TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ VÀ VẬT CHẤT

Mỗi một tương tác có thể đặc trưng cho một tính chất nào đó của vật chất

Khi ứng dụng năng lượng bức xạ điện từ ở các tần số khác nhau có thể thu được các thông tin khác nhau về vật chất.

Các kiểu tương tác giữa bức xạ và vật chất

ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG PHỔ HỌC

31

3.TƯƠNG TÁC GIỮA BỨC XẠ VÀ VẬT CHẤT

Những bức xạ khi tác động với vật chất, ảnh hưởng tạo ra sẽ thay đổi bản chất của nó.

• Trong vùng hồng ngoại , hấp thụ của bức xạ gây ra những thay đổi trạng thái năng lượng quay và dao động quay

năng lượng của các electron hóa trị

• Tia X gây ra sự thay đổi các điện tử bên trong của vật chất và

• Tia gamma đối với sự hấp thụ bức xạ gây ra thay đổi hạt nhân.

Khi bức xạ điện từ đi ngang qua từ chân không đến một phần của bề mặt vật chất, bức xạ có thể được hấp thụ, truyền đi, phản xạ hoặc phân tán

32

4 CƯỜNG ĐỘ HẤP THỤ

Theo thuyết hạt : cường độ của bức xạ được xác định bởi số hạt photon

Chùm tia bức xạ có cường độ mạnh (Io) đi qua chất hấp thụ thì một số nào đó trong những hạt photon bị giữ lại, mật độ dòng photon giảm đi, tia đi qua sẽ có cường độ nhỏ đi (I)

Theo thuyết sóng: cường độ của bức xạ tỉ lệ

với biên độ sóng

Khi bức xạ truyền qua môi trường không trong

suốt, nó bị hấp thụ một phần, biên độ sóng bị

giảm đi cường độ của bức xạ giảm

ĐẠI CƯƠNG VỀ QUANG PHỔ HỌC

34

5 ĐỊNH LUẬT HẤP THỤ BỨC XẠ LAMBERT - BEER

Khi một chùm tia đơn sắc, song song, có cường độ Io rọi thẳng góc lên bề dày l của một môi trường hấp thu, thì

sau khi đi qua lớp chất hấp thu này cường độ của nó là I

Gọi T là độ truyền qua của ánh sáng T =

Thường thường diễn tả %T:

100 I

0

I ×

5 ĐỊNH LUẬT LAMBERT - BEER

5.1 Định luật Lambert (từ 1729 Bouguer đã công bố)

Độ truyền qua tỷ lệ với chiều dài đường truyền

Thí nghiệm Lambert (1760): nếu 100% photon của ánh sáng đi vào cốc đo và chỉ có 50% đi ra khỏi thì độ truyền qua T= 0,5 rồi 50% photon này đi qua một cốc đo tương tự thì chỉ có 25% photon đi ra và tiếp tục như thế …

T = I/Io = e – Kl

Io : cường độ tia tới ;

I : cường độ tia truyền qua;

e: cơ số Lg neper;

k: hằng số tuỳ thuộc chất hấp thụ;

l: chiều dài đường ánh sáng truyền qua dung dịch khảo sát (cm)

36

5 ĐỊNH LUẬT LAMBERT - BEER

5.2 Định luật Beer

Beer nghiên cứu thêm là độ truyền qua tỷ lệ với nồng độ chất khảo sát

T = I /Io = e –K’lC

C: nồng độ của chất hấp thụ g/l hay mg/l;

August Beer,

37

Transmittance (T): (Độ truyền qua) phần ánh sáng nguồn đi qua mẫu

cường độ của bức xạ không được mẫu hấp thụ

cường độ của tia tới

Absorbance (A): (Độ hấp thụ) được đo GIÁN TiẾP

A = - lg T = -lg(I/Io) = lg (Io /I) = ε l C

A: (absorbance) độ hấp thụ (không đơn vị)

ε : (molar absorption=extinction coefficient) độ tắt mol (lít / mol.cm)

l : chiều dày của lớp chất hấp thụ (cm)

C: nồngđộ của chất hấp thụ (mol/lít )

Chú ý: Định luật Lambert – Beer chỉ thật sự đúng đối với ánh sáng có một độ dài sóng duy nhất hay ánh sáng đơn sắc.

- Khi ε lớn ( >104): chất hấp thụ mạnh Cường độ hấp thụ lớn, phép đo quang phổ càng nhạy

- Khi ε nhỏ ( < 102): chất hấp thụ yếu.

ĐỊNH LUẬT LAMBERT - BEER

Độ hấp thụ ánh sáng của vật chất tỷ lệ thuận với nồng độ của vật chất hấp thụ và độ dày của ánh sáng truyền qua vật chất

39

Điều kiện ứng dụng định luật Lambert-Beer:

- Ánh sáng phải đơn sắc

- Nếu mẫu đo là dung dịch thì phải loãng và trong suốt (không tán xạ)

- Chất khảo sát phải bền / dd và bền dưới tác dụng của bức xạ ứng dụng

- Áp dụng để phân tích các mẫu có nồng độ < 0.01 M.

- ε tùy thuộc chỉ số khúc xạ của môi trường, η.

Định luật Lambert-Beer thường bị sai lệch do:

- Phần cứng trên máy

- Sự phân ly (ion hoá dung dich)

- Sự trùng hợp phân tử chất thử

- Tạp chất lẫn với chất thử.

40

• Phổ (Spectre) là sự thể hiện mức năng lượng của bức xạ điện từ theo số sóng hay bước sóng

• Phép đo quang phổ (Spectroscopy) là phép đo và biện giải bức xạ điện từ được hấp thụ hay phát xạ khi các phân tử hay nguyên tử hay ion của mẫu đo di chuyển từ trạng thái năng lượng này tới trạng thái năng lượng khác

Mức năng lượng của bức xạ điện từ thường được diễn tả bằng một trong các thuật ngữ sau:

– độ hấp thụ (bức xạ điện từ được hấp thụ)

– độ truyền qua (bức xạ điện từ truyền qua)

– cường độ (độ mạnh của tia sáng được mang bởi một bức xạ điện từ )

Light Source

Sample

Monochromator (filter,

Spectrometer

Data Processing

Sơ đồ khối của máy đo quang phổ

42

Quang phổ UV - VIS

43

PHÔ UV ̉ – VIS 1 PHAM VI PHÔ ̣ ̉

B c xa vung UV- Vis chia thanh 3 vung nho: ư ̣ ̀ ̀ ̀ ̉

Phân vung song anh sang theo ô dai song ̀ ́ ́ ́ đ ̣ ̀ ́

-Vung t ngoai chân không (UV xa) = 50 - 200nm ̀ ư ̣ it ́ đươ c s dung vi: ư ̣ ̀

– + co n ng l ́ ă ươ ng kha l n, khi va cham gây v liên kêt / phân t ́ ơ ̣ ơ ́ ư

– + bi hâp thu manh b i hâu hêt dung môi va oxy cua không khi ̣ ́ ̣̣ ̣ ơ ̀ ́ ̀ ̉ ́

– + bi hâp thu b i thach anh (dung lam côc o) ̣ ́ ̣̣ ơ ̣ ̀ ̀ ́ đ

-Vung t ngoai gân (UV gân) ̀ ư ̣ ̀ ̀ λ = 200 - 375 nm

-Vung kha kiên (Vis) : ̀ ̉ ́ λ = 375 - 800 nm

UV Radiation

http://www.epa.gov/sunwise/kids/kids_uvindex.html UV Index

http://www.epa.gov/sunwise/uviscale.html 45

2 CHUYỂN MỨC NĂNG LƯỢNG

S kich thich iên t t orbital phân t ang chiêm ong (orbital liên kêt) sang orbital phan liên kêt ư ́ ́ đ ̣ ư ư ư đ ́ đ ́ ́ ̉ ́

Chuyển mức năng lượng

46

2 SỰ CHUYỂN MỨC NĂNG LƯỢNG

+ phân t co nơi ơi, nơi ơi liên h p ư ́ ́ đ ́ đ ơ

- iên t t do n (khơng liên kêt): Đ ̣ ư ư ́

+ iên t n co cac di tơ O, S, N, X đ ̣ ư ́ ơ ́ ̣ ́

+ n→ π* cân E thâp h n ̀ ́ ơ π → π*

+ cac phân t co câu truc liên h p co nhiêu i n t va ́ ư ́ ́ ́ ơ ́ ̀ đ ệ ư ̀π và n tham gia

n→π*, π→π*

47

3 CAC YÊU TÔ THAM GIA VAO S HÂP THU, CAC HIÊU NG ́ ́ ́ ̀ Ư ́ ̣̣̣ ́ ̣ Ư

3.1 MAU S C ̀ Ă

Co tâm quan trong riêng biêt cho 1 chât ́ ̀ ̣ ̣ ́

Mau cua 1 chât liên quan v i s hâp thu va phan xa cua 1 chât ̀ ̉ ́ ơ ư ́ ̣̣̣ ̀ ̉ ̣ ̉ ́

M t ng ă ươ i nhin thây ̀ ́ mau bô tr ̀ ̉ ơ cho mau hâp thu ̀ ́ ̣̣

mau hâp th va mau bô tr ̀ ́ ụ ̀ ̀ ̉ ơ

http ://st ains file info /Sta insF ile/d yes/ dye colo r.ht m

48

3 2 NHOM MANG MAU (CHROMOPHORE): ́ ̀

la nhom ch c ch a no, liên kêt ông hoa tri trong phân t gây ra s hâp thu b c xa trong vung UV- Vis ( ̀ ́ ứ ư ́ đ ̀ ́ ̣ ư ư ́ ̣̣ ứ ̣ ̀ λ > 200nm)

- CHROMOPHORE chuyên dich ̉ ̣ n → π * th ườ ng co ́ λ ≈ 300nm

- CHROMOPHORE chuyên dich ̉ ̣ π → π * th ườ ng co ́ λ ≈ 190nm

PHÔ UV -VIS̉

49

PHÔ UV -VIS ̉

3.3 NHOM TR MAU (auxochrome) ́ Ơ ̀

la nh ng nhom thê no g n vao nhom mang mau lam thay ôi ca b ̀ ư ́ ́ ă ̀ ́ ̀ ̀ đ ̉ ̉ ươ c song lân c ́ ̃ ươ ng ô cua dai hâp thu c c ai đ ̣ ̉ ̉ ́ ̣̣ ư đ ̣

Th ươ ng lam chuyên dich ̀ ̉ ̣ λmax vê phia dai h n ̀ ́ ̀ ơ

Vi du: -OH, -NH ́ ̣ 2, CH3, NO2, -Cl, NHR, -NR2, -SO3H, (lam tinh hâp thu t ng, lam giam n ng l ̀ ́ ́ ̣̣̣ ă ̀ ̉ ă ươ ng cân hâp thu) ̀ ́ ̣̣̣

50

PHÔ UV -VIS ̉

3.4 CAC HIÊU NG VA S CHUYÊN DICH ́ ̣ Ư ̀ Ư ̉ ̣

- S chuyên dich sang o (bathocromic) = red shift ư ̉ ̣ đ ̉

- S chuyên dich sang xanh (hypsocromic) = blue shift ư ̉ ̣

- Hiêu ng t ng c ̣ ư ă ươ ng ô (hypercromic effect) đ ̣

- Hiêu ng giam c ̣ ư ̉ ươ ng ô (hypocromic effect) đ ̣

52

4.2 MÔI TRƯỜNG

Một số yếu tố như:

- dung môi,

- nồng độ, pH,

- nhiệt độ của mẫu đo, có thể ảnh hương đến vị trí và cương độ của dải hấp thụ̣ phân tư

Các thông số này phải đươc kiểm soát để đảm bảo độ chính xác cao nhất và khi so sánh các phổ đươc đo dươi nhưng điều kiện khác nhau

PHÔ UV –VIS – ̉

4 CAC YÊU TÔ ANH H ́ ́ ́ ̉ ƯƠ NG ÊN Ô HÂP THU Đ ́ Đ ̣ ́ ̣̣

53

PHÔ UV -VIS ̉

4.2.1 DUNG MÔI

- Dm cung co thê hâp thu b c xa UV-Vis ̃ ́ ̉ ́ ̣̣ ư ̣

Khi khao sat ̉ ́ phai chu thich dm ̉ ́ ́ đươ c dung ê hoa tan mâu ̀ đ ̉ ̀ ̃

- ô phân c c cua dm co thê lam biên ôi môi tr Đ ̣ ư ̉ ́ ̉ ̀ ́ đ ̉ ươ ng iên t cua nhom hâp thu mang mau Thông th đ ̣ ư ̉ ́ ́ ̣̣ ̀ ươ ng, ô l n cua đ ̣ ơ ̉

s chuyên dich co thê liên quan v i ô phân c c cua dm ư ̉ ̣ ́ ̉ ơ đ ̣ ư ̉

Vi du: ô hâp thu cua aceton co thê thay ôi t 259nm - 279nm tuy vao dm ́ ̣ đ ̣ ́ ̣̣ ̉ ́ ̉ đ ̉ ư ̀ ̀ đươ c s dung ư ̣

- ê phân tich so sanh, Đ ̉ ́ ́ nên s dung môt dm duy nhât cho tât ca cac lân o ư ̣ ̣ ́ ́ ̉ ́ ̀ đ

- T ươ ng tac l ́ ươ ng c c (dipole ư – dipole): th ươ ng xuât hiên khi chât tan va dm êu la chât phân c c T ́ ̣ ́ ̀ đ ̀ ̀ ́ ư ươ ng tac dung nay ́ ̣ ̀

se co thê gây hiêu ng Bathochromic ho c gây hiêu ng Hypsochromic ̃ ́ ̉ ̣ ư ă ̣ ư

54