gas chromatography _ electron capture detector

PHƯƠ

NG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI

1

TÌM HIỂU VỀ SẮC KÝ KHÍ (GC) SỬ DỤNG ĐẦU DÒ

CỘNG KẾT ĐIỆN TỬ (ECD)GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHÓM 3:

NGUYỄN THỊ DIỆP CHI 1.LÊ THỊ MẾN (B1304065)

2. NGUYỄN VĂN DĨ (B1303904)

3. TRẦN QUỐC TUẤN (B1304001)

4. DƯƠNG THỊ KIM NGUYÊN (B1304075)

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI

2

NỘI DUNG BÁO CÁO

TỔNG QUAN VỀ SẮC KÝ KHÍ Giới thiệu về sắc ký khí Các bước thực hiện phân tích

bằng máy Sắc ký khí Giới thiệu về Detector

ECD TRONG SẮC KÝ KHÍ Cấu tạo Nguyên lý hoạt động Phạm vi ứng dụng Ưu điểm và Nhược điểm

TÀI LIỆU THAM KHẢO


3

TỔNG QUAN VỀ SẮC KÝ KHÍ

Giới thiệu về sắc ký khí

Các bộ phận chính của

máy sắc ký khí

Các bước thực hiện phân tích bằng máy Sắc ký khí

Detector


4GIỚI THIỆU VỀ SẮC KÝ KHÍ

Phương pháp phân tích các chất dựa vào sự phân bố khác nhau giữa pha động và pha tĩnh.

Pha động là một khí trơ như He, N2, Ar, H2(khí mang) Pha tĩnh chứa trong cột là một chất rắn hoặc chất lỏng

phủ trên bề mặt chất mang trơ dạng rắn hay phủ đều lên thành phía trong cột


5GIỚI THIỆU VỀ SẮC KÝ KHÍ

Ứng dụng: kiểm tra độ tinh khiết hoặc tách các thành phần khác nhau của một hỗn hợp mẫu.

Điều kiện: bền nhiệt và dễ bay hơi. Đối với loại hợp chất không bền nhiệt, kém bay hơi hoặc hợp

chất ion, cần phải biến đổi các hợp chất trên thành các dẫn xuất có tính bay hơi mới có thể phân tích bằng sắc ký khí.


6CÁC BỘ PHẬN CHÍNH

CỦA MÁY SẮC KÝ KHÍ

1. Hệ thống cung cấp khí mang

2. Hệ thống tiêm mẫu3. Cột sắc ký khí4. Bộ phận phát hiện

tín hiệu (đầu dò)5. Máy ghi nhận


7

CÁC BƯỚC THỰC HIỆN PHÂN TÍCH

BẰNG MÁY SẮC KÝ KHÍ

Chuẩn bị mẫu

Bơm mẫu

Tách cột

Dò mẫu

Phân tích và hiển

thị dữ liệu


8GIỚI THIỆU DETECTOR

Nhiệm vụ: theo dõi khí mang lúc nó đi ra khỏi cột và ghi nhận tín hiệu khi có sự thay đổi trong thành phần hóa học của khí mang.

Các loại detector thông dụng:• Đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID)• Đầu dò cộng kết điện tử (ECD)• Đầu dò dẫn nhiệt (TCD)• Đầu dò nitrogen – phosphor (NPD)• Đầu dò quang ion hóa (PID)

FID FPD

ECD


9So sánh độ nhạy và khoảng hoạt động giữa các loại detector


10

ECD TRONG SẮC KÝ KHÍ

Cấu tạo Nguyên lý hoạt động

Phạm vi ứng dụng

Ưu điểm và Nhược điểm


11

CẤU TẠOECD

Điện cực khối trụ rỗng

Điện cực thu nhận electron

Lá 63Ni


12NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

ECD sử dụng hoạt độ phóng xạ β- (do nguồn Ni63 hoặc 3H phát ra) phóng ra để ion hóa các khí mang và phát sinh ra dòng điện ở giữa cặp điện cực.

Khi những phân tử có chứa nhóm electron mang điện tích như: halogen, photpho và nhóm nitro đi qua detector, nó bắt một vài electron dẫn đến thay đổi số đo của dòng điện giữa các điện cực.


13


14

• Tại buồng ion diễn ra 3 quá trình:

1. Quá trình ion hóa

2. Quá trình bắt giữ điện tử

3. Quá trình tái kết hợp



Quá trình ion hóa: Nguồn tia phóng xạ phát ra một chùm tia β- với tốc độ 108-109 hạt/s. Các hạt β- này sẽ ion hóa phân tử khí mang (M) tạo ra các ion dương của phân tử khí mang và điện tử tự do sơ cấp (e-). So với các điện tử của chùm tia β- các điện tử tự do này chậm hơn hẳn. Chúng được gia tốc nhờ một điện trường và được chuyển dịch về phía anôt. Tại đây chúng bị lấy mất điện tích và qua đó cho dòng điện nền của detector.

N2 + β- N2+ + e-



Quá trình cộng kết điện tử: Các nguyên tử hoặc phân tử của các chất, sau khi rời bỏ cột tách, được đưa thẳng vào buồng ion cùng với khí mang. Tùy theo ái lực điện tử của các phân tử này, các điện tử tự do sơ cấp nói trên sẽ bị các phân tử đó bắt giữ tạo thành các ion âm.

EC + e- EC-

Quá trình tái kết hợp: Các ion âm được tạo ra sẽ kết hợp với các ion dương của phân tử khí mang để tạo thành các phân tử trung hòa.

EC- + N2+ EC + N2



Vì vậy, điện tử bị lấy mất khỏi hệ và dòng điện nền bị giảm đi so với lúc chỉ có khí mang tinh khiết đi qua detector. Mức độ suy giảm của dòng điện nền trong thời điểm có chất đi qua được thể hiện bằng peak sắc ký của chất đó.

Độ nhạy của detector ECD phụ thuộc vào :o Độ lớn của dòng điện nềno Năng lượng ái điện tử o Bản chất của khí mango Điện thế được đặt vào detector


18PHẠM VI ỨNG DỤNG

ECD thường có ứng dụng trong kiểm nghiệm môi trường và dược phẩm:

Phát hiện PCBs Thuốc trừ sâu clo hữu cơ Thuốc diệt cỏ như DDT, indran, BHC… Các chất làm dẽo, các loại khí clorofluorocarbon Các hợp chất cơ – kim như tetra-alkyl chì, NOx, SO2


19Bảng: Mức độ nhạy của detector ECD đối với một số loại hợp chất hữu cơ

Loại hợp chất Độ đáp ứng của ECD

Chloroalkane 1

Dichloroalkane 102

Bromoalkane 103

Dibromoalkane 105

Chloroform 105

Carbon tetrachloride

106

Loại hợp chất Độ đáp ứng của ECD

benzene 10-1Alcol, ester, eter

mạch thẳng1

Hợp chất thơm đa nhân

10-103

Bromobenzene 103

Butan-2,3-dion 105


20ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM

ƯU ĐIỂM Đơn giản và độ tin cậy cao Có độ nhạy cao với một số hợp

chất có độ âm điện cao Không làm hư hại mẫu khi mẫu đi

ngang qua bộ phận đầu dò

NHƯỢC ĐIỂM Khí mang cần có độ tinh khiết cao Phạm vi ứng dụng hạn chế

o Chỉ sử dụng cho các hợp chất có ái lực điện tử cao

o Không nhạy cảm với amin, rượu và hydrocarbon


21TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nguyễn Thị Diệp Chi. Giáo trình Các phương pháp Phân tích hiện đại. 2008

A. Braith, F.J. Smith. Chromatography method. Kluwer Academic Publishers. Boston-London, 45-501, 1999.

Nguyễn Kim Phi Phụng. Phương pháp cô lập hợp chất hữu cơ. NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh. 2007.

“

”


22XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG

NGHEWISHING YOUR PATH IS VERY SPACIOUS, YOU WILL HAVE FULL

ENGERGY AND CONFIDENT TO GET DESIREBLE THINGS.

gas chromatography _ electron capture detector

Science