Cb ccpt pp xdhchc bt sk cdact

CHƯƠNG I:
CHUẨN BỊ CHẤT CHO PHÂN TÍCH
Để tiến hành nghiên cứu các tính chất (vật lí, hóa
học, sinh học), đặc biệt là khảo sát cấu trúc phân tử
cần phải có chất tinh khiết.
Từ các nguồn thiên nhiên (động vật, thực vật,Từ các nguồn thiên nhiên (động vật, thực vật,
khoáng vật) hoặc bằng con đường tổng hợp thường
người ta không có ngay những hợp chất hữu cơ tinh
khiết, mà chỉ có được hỗn hợp chất.
Phân lập, tách các chất tinh khiết hoặc loại bỏ tạp
chất để thu được chất tinh khiết.

- Chất đồng nhất: là chất có điểm chảy không đổi đối
với chất rắn, hoặc điểm sôi không đổi đối với chất lỏng
dưới điều kiện như nhau.
VD: dung dịch muối ăn NaCl đồng nhất
- Chất tinh khiết: là chất đồng nhất, được cấu thành nên
chỉ từ một loại phân tử.chỉ từ một loại phân tử.
- Độ tinh khiết: khi chất được làm sạch đến một mức
độ ý nghĩa nào đó gọi là độ tinh khiết.

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT
- Chiết là phương pháp dùng dung môi (đơn hay hỗn hợp) để tách
lấy một hay một nhóm các chất từ hỗn hợp cần nghiên cứu.
- Thường gặp: chiết hoạt hóa chất từ dung dịch nước vào dung môi
hữu cơ.
- Mục đích: định tính, định lượng, xác định cấu trúc.
- Phân loại: Chiết lỏng - lỏng
Chiết lỏng - rắn
Chiết pha rắn

1. Chiết lỏng - lỏng
- Độ làm giàu chất và hiệu quả Tỉ lệ V của mẫu và dung môi
Hệ số phân bố
Thay đổi pH mẫu Khử muối Sử dụng ion
- Quá trình chiết Không liên tục (Phân đoạn)
Liên tục

a. Chiết đoạn
- Cách thực hiện: Lắc mẫu với dung môi trong phễu chiết.
- Trường hợp sử dụng: Hệ số phân bố lớn, có thể bỏ qua mất
mát của chất nào đó.
- Sơ đồ: Mẫu nước- Sơ đồ: Mẫu nước
Vnc, mnc
Dung môi chiết
Vch, mch
Các phương trình mô tả quá trình chiết phân đoạn:

- Khối lượng chất ban đầu trong mẫu nước:
mch + mnc = mnc,0 (mnc,0)
- Độ thu hồi:
- Chiết lặp đoạn của cùng một mẫu với n thể tích bằng nhau
(=Vch):

b. Chiết liên tục
- Trường hợp sử dụng: Hệ số phân bố nhỏ, không thể bỏ qua sự
mất mát chất (chiết phân tích).
- Quá trình chiết liên tục: Dùng dung môi chiết chiết liên tục
dòng mẫu trong các thiết bị riêng.
- Sơ đồ:

Các phương trình mô tả quá trình chiết liên tục:

c. Chiết lỏng - lỏng trên cột
- Dùng để phân tích các chất ưa dầu trong các mẫu phức tạp như
dịch cơ thể, các mẫu môi trường,...(do các bất lợi: hình thành nhũ
tương, sự tách pha kém, tiêu tốn dung môi và thời gian).
- Nguyên tắc:
Cột (polietilen hoặc thủy tinh) nhồi đất chịu lửa có lỗCột (polietilen hoặc thủy tinh) nhồi đất chịu lửa có lỗ
rộng, trơ, làm việc được ở pH từ 1-13.
Mẫu nước chứa chất phân tích được đưa vào cột → tự
phân bố trên bề mặt chất nhồi (pha tĩnh).
Rửa giải bằng các dung môi hữu cơ không trộn lẫn nước.
Chất ưa dầu đi vào pha hữu cơ và tách ra khỏi cột →
bốc hơi dung môi để tiến hành phân tích tiếp.

d. Chiết đối dòng (chiết phân đoạn)
- Tách được các chất có hệ số phân bố bằng nhau.
- Nhược điểm: thiết bị chuyên dụng đắt tiền, không tách được
hỗn hợp phức tạp.hỗn hợp phức tạp.
Ít sử dụng.

2. Chiết lỏng - rắn
- Được dùng để tách các chất phân tích ra khỏi mẫu rắn (thực vật,
đất,...) bằng dung môi thích hợp (từ kém phân cực đến phân cực)
a. Chiết đoạn (đơn hoặc lặp)
- Hiệu quả thấp hơn chiết liên tục.
- Cách tiến hành: Mẫu rắn được ngâm vào dung môi (có thể
khuấy, lắc) → dịch chiết được tách ra → gạn, lọc hoặc ly tâm.
cặn đem chiết thêm một vài lần với dung môi mới.
→ các dịch chiết được gộp lại và cho bay hơi.
b. Chiết liên tục
- Được thực hiện trong một thiết bị riêng (thường là bộ chiết
Soxhlet)

Ống ngưng hơi C
Nút mài 3
Nút mài 2
Chú ý: bột cây không cao
hơn mức này
Túi vải chứa
bột cây
Ống thông nhau E
Nút mài 1
Bình cầuDung môi
Bếp đun
Viên bi
thủy tinh
Ống B

3. Chiết pha rắn
a. Cơ sở lý thuyết
Chiết pha rắn là quá trình chiết gồm một pha rắn và một pha lỏng.
Các cấu tử cần quan tâm và chất cản trở nằm trong pha lỏng →
cho chảy qua cột nhồi chất hấp lưu: cấu tử quan tâm được lưu lại,
chất cản trở được thải loại ra khỏi cột → rửa giải chất cần quanchất cản trở được thải loại ra khỏi cột → rửa giải chất cần quan
tâm bằng dung môi thích hợp, hoặc ngược lại.
Nguyên tắc: tương tự sắc ký lỏng.

b. Chất hấp lưu
- Thường là silicagel biến tính, silicagel không biến tính, nhôm
oxit, các polime,... và được chia thành:
Pha tĩnh ngược (octadexyl, octyl, butyl, phenyl,...): không
phân cực, giữ lại các chất phân tích không phân cực → chiết các
chất không phân cực và phân cực vừa từ các mẫu nước.
Pha tĩnh thường (amino, diol,...): phân cực, giữ các chấtPha tĩnh thường (amino, diol,...): phân cực, giữ các chất
phân cực → chiết các chât phân cực vừa và phân cực từ các mẫu
không nước.
Chất hấp phụ (cũng thuộc loại pha tĩnh thường ví dụ như
than, polime): chiết các chất phân tích phân cực từ các mẫu không
phân cực.
Nhựa trao đổi ion (amin bậc 4, amin, axit cacboxylic,...):
tách các chất phân tích ion từ các mẫu phân cực và không phân
cực)

c. Dung môi rửa giải
- Nguyên tắc: dung môi rửa giải phải làm yếu đi liên kết giữa chất
phân tích và chất hấp lưu; sự phân bố của chất phân tích trong
khắp dung môi rửa giải được xảy ra.
Đối với sắc ký pha ngược:
- Dãy dung môi rửa giải có độ phân cực giảm dần.- Dãy dung môi rửa giải có độ phân cực giảm dần.
- Dung môi hoạt hóa cột: metanol hoặc axetonitrin, sau đó là nước
hoặc nước có đệm hoặc dung dịch hữu cơ có cùng pH với mẫu.
- Dung môi rửa chất cản trở: sử dụng dung dịch hoạt hóa cột sau
cùng.
- Dung môi pha mẫu: cần tạo cho môi trường mẫu càng phân cực
càng tốt.

Đối với sắc ký pha thường:
- Dãy dung môi rửa giải: có độ phân cực tăng dần.
- Dung môi hoạt hóa cột: dung môi không phân cực, thường là
dung môi của mẫu.
- Dung môi rửa chất cản trở: sử dụng dung dịch hoạt hóa cột sau- Dung môi rửa chất cản trở: sử dụng dung dịch hoạt hóa cột sau
cùng hoặc dung dịch hoạt hóa cột có chứa 5-25% dung môi phân
cực hơn.
- Dung môi pha mẫu: cần tạo cho môi trường mẫu càng không
phân cực càng tốt.

Đối với sắc ký trao đổi ion:
- Dãy dung môi rửa giải: lựa chọn dựa vào sự biến đổi pH hoặc lực
ion của đệm: rửa giải các chất phân tích đầu bằng đệm mạnh hơn
đệm rửa các chất cản trở, rửa giải các chất phân tích khác bằng các
đệm mạnh hơn liên tiếp.
+ Anion hoặc cation: sử dụng các axit loãng (HCl, CH3COOH,+ Anion hoặc cation: sử dụng các axit loãng (HCl, CH3COOH,
H3PO4) hoặc các bazơ loãng (NH4OH, NaOH); dùng riêng hoặc
với dung dịch đệm, hỗn hợp các dung môi trộn lẫn với nước.
+ Hợp chất axit, muối anion: điều chỉnh pH thấp hơn 1-2 đơn
vị so với pH của chất phân tích.
+ Hợp chất bazơ, muối cation: điều chỉnh pH cao hơn 1-2 đơn
vị so với pH của chất phân tích.
+ Cacbohidrat: sử dụng nước để rửa giải.

Đối với sắc ký trao đổi ion:
- Dung môi hoạt hóa cột: nước không ion hoặc đệm yếu:
+ Các anion hoặc cation: dùng dung dịch có cùng pH, lực ion
và lượng dung môi hữu cơ khi điều chỉnh mẫu phân tích.
+ Cacbonhidrat: axetonitrin.+ Cacbonhidrat: axetonitrin.
- Dung môi rửa chất cản trở: sử dụng dung dịch hoạt hóa cột sau
cùng hoặc dung dịch yếu hơn hoặc mạnh hơn chút ít.
- Dung môi pha mẫu: cần tạo cho môi trường mẫu càng không
phân cực càng tốt.

2. Các phương pháp làm sạch chất phân tích:
2.2. Phương pháp sắc kí:
a) Nguyên tắc:
Trong số các phương pháp tách và làm sạch chất, phương
pháp hiện nay có thể coi là hiệu lực hơn cả. Nó cho phép tách
được những hỗn hợp phức tạp gồm hàng chục, thậm chí hàng
trăm cấu tử.
Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các
cấu tử chất phân tích trên hai pha luôn tiếp xúc và không hoà
lẫn vào nhau: một pha thường đứng yên có khả năng hấp thụ
chất phân tích gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh
gọi lạ pha động; do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác
nhau với pha tĩnh, chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và
tách ra khỏi nhau.

a) Nguyên tắc:
Các phương pháp sắc kí được sử dụng để tách và làm sạch
chất cũng như để kiểm tra độ tinh khiết của chất.
Phân loại:
- Dựa vào cách lưu giữ pha tĩnh:
+ Sắc kí cột: Pha tĩnh được lưu giữ trong ống nhỏ, pha
động đi qua pha tĩnh nhờ áp suất hoặc trọng lực.
+ Sắc kí lớp mỏng: Pha tĩnh được cố định trên một mặt
phẳng (giấy, bản mỏng), pha động di chuyển qua mặt đó nhờ
mao dẫn hoặc tác động của trọng lực.

a) Nguyên tắc:
Ví dụ 1: Tách carotene trong mẫu rau quả bằng sắc kí
bản mỏng:
Lấy 10g mẫu đã nghiền nhỏ vào bình chiết, thêm 25g
Na2SO4 khan, 40mL THF, lắc chiết 10 phút, lọc lấy dung dich
THF, cất quay chân không còn bã, hòa tan bã này trong 5mL
n-Hexan. Lấy dung dịch mẫu này chạy sắc kí lớp mỏng trên
bản silica.

a) Nguyên tắc:
- Dựa vào cơ chế tách:
+ Sắc ký hấp phụ: pha tĩnh thường là chất rắn có khả
năng hấp phụ (lực tĩnh điện), pha động có thể là chất lỏng (sắc
kí lỏng – rắn) hoặc khí (sắc kí khí – rắn). Sự tách ở đây phụ
thuộc vào sự hấp phụ chọn lọc của các cấu tử của hỗn hợp trênthuộc vào sự hấp phụ chọn lọc của các cấu tử của hỗn hợp trên
bề mặt chất rắn
+ Sắc ký phân bố: Pha tĩnh là màng mỏng chất lỏng
được gắn trên bề mặt của chất mang rắn trơ, chất lỏng này
không tan được với pha động, pha động có thể là chất lỏng
(sắc kí phân bó lỏng – lỏng) hoặc chất khí (sắc kí phân bố khí
lỏng). Sự tách ở đây phụ thuộc chủ yếu vào sự phân bố của
chất giữa hai pha.

a) Nguyên tắc:
+ Sắc ký trao đổi ion: pha tĩnh là nhựa trao đổi ion (đó
là các chất hữu cơ cao phân tử có chứa những nhóm chức chứa
các ion có khả năng trao đổi với các ion của hỗn hợp mẫu).
Chất có khả năng trao đổi anion cation gọi là cationit, còn chấtChất có khả năng trao đổi anion cation gọi là cationit, còn chất
có khả năng trao đổi anion gọi là anionit. Lực tĩnh điện giữ vai
trò chủ yếu trong quá trình tách (phụ thuộc nhiều vào điện tích
của ion chất phân tích, pH của dung dịch và bán kýnh hidrat
hoá của các ion chất phân tích ).
Ví dụ2: phản ứng trao đổi ion giữa cationit axit mạnh và
Ca2+ có thể viết như sau: 2R-SO3H + Ca2+ = (R-SO3)Ca +
2H+

a) Nguyên tắc:
+ Sắc ký loại cỡ (hay sắc ký rây phân tử): pha tĩnh là
chất rắn có độ xốp tuỳ thuộc vào kích thước phân tử cần tách.
Trong kĩ thuật này, sự tách đạt được qua sự khuếch tán khác
nhau đi vào trong lòng chất rắn (những đường đi trong lòngnhau đi vào trong lòng chất rắn (những đường đi trong lòng
chất rắn này còn gọi là mao quản có kích thước cở phân tử).
Các chất phân tích có kích thước lớn không thể đi vào sâu vào
pha tĩnh được, sẽ bị rửa giải nhanh và được loại trừ hoàn toàn
còn các phân tử chất phân tích có kích thước nhỏ phân bố sâu
vào pha tĩnh sẽ bị rửa giải chậm.
Với mục đích tách và làm sạch (sắc kí điều chế), các
phương pháp sắc kí cột có ý nghĩa hơn cả.

a) Nguyên tắc:
Ví dụ 3: Tách các alcaloit từ củ bình vôi bằng sắc kí hấp
phụ: Lấy 10g mẫu đã nghiền mịn vào bình nón, thêm 20-25 g
Na2SO4 khan, thêm 40mL n-Hexan (hay acetonitril…), lắc
mạnh 10 phút, để lắng, lọc lấy dung dịch. Sau đó lấy cả dung
dịch hay chỉ một thể tích nhỏ nhất định dội vào cột sắc kí hấpdịch hay chỉ một thể tích nhỏ nhất định dội vào cột sắc kí hấp
phụ có pha tĩnh là oxit nhôm, để chất phân tích được pha tĩnh
hấp phụ và giữ lại trên pha tĩnh. Sau đó, dùng dung dịch n-
Hexan (pha động) hay hỗn hợp (n-hexan + Cl2CH2 với tỉ lệ
1:1), để rửa giải chất phân tích ra khỏi cột sắc kí. Như vậy,
chất phân tích sẽ tan vào pha động rửa giải, và tiến hành xác
định các alcaloit này trong pha động rửa giải

b) Cách tiến hành:
- Đưa hỗn hợp nạp vào pha tĩnh: các chất tan sẽ được giữ
trên pha tĩnh. Tuy nhiên pha tĩnh có ái lực liên kết với tùng cấu
tử khác nhau là không giống nhau.
- Cho pha động chạy qua pha tĩnh: dung môi pha động sẽ- Cho pha động chạy qua pha tĩnh: dung môi pha động sẽ
kéo các cấu tử di chuyển đi xuống với tốc độ khác nhau và tạo
thành sắc ký đồ. Giai đoạn này được gọi là khai triển sắc ký.
Có ba phương pháp:
+ phương pháp tiền lưu
+ phương pháp rửa giải
+ phương pháp rửa đẩy

a) Cách tiến hành:
+ phương pháp tiền lưu:
Nồng độ
Phương pháp
tiền lưu ít dùng do
Hình 3: Sắc đồ phương pháp tiền
lưu
C
B
A
t. V
A
B
A
tiền lưu ít dùng do
không thực hiện
được việc tách
hoàn toàn các cấu
tử, đặc biệt là khi
sử dụng vào mục
đích phân tích

+ phương pháp rửa giải:
Phương pháp
rửa giải thường
được dùng hơn cả
do hiệu quả tách
cao
t
0
t
1
t
2
t
3
t
4
Detecto
r
Hình4: Tách sắc ký và sắc ký đồ phương pháp rửa
giải

+ phương pháp thế đẩy:
Phương pháp
rửa đẩy có nhược
điểm là rất khó
Nồng độ
điểm là rất khó
phân biệt các phần
riêng của các cấu tử
trong dung dịch rửa
giải
A B C
Hình 5: Sắc đồ phương pháp thế đẩy
(phần đậm là phần hai cấu tử xen kẽ)
D
t, V

- Phát hiện các chất: Trong các thiết bị sắc ký hoàn chỉnh,
dung dịch rửa giải khỏi cột sắc ký cho đị qua bộ phận phát
hiện gọi là detector đặt sau cột sắc ký.
Nếu chất tách là có màu thí có thể phát hiện qua màu đặcNếu chất tách là có màu thí có thể phát hiện qua màu đặc
trưng
Nếu chất tách không có màu thì thường được xác định bằng
một trong số các phương pháp sau:
*Có thể sử dụng phương pháp đo phổ tử ngoại, đo độ hoạt
động quang học,… và dung các thuốc thử tạo màu để phát
hiện các phân đoạn rửa giải.

- Phát hiện các chất:
* Với điều kiện pha động là dung môi hữu cơ tương đối dễ
bay hơi, phương pháp đơn giản nhất để đánh giá tách sắc kí là
thu dung dịch rửa giải thành một dãy có thể tích bằng
nhau bốc hơi mỗi phân đoạn tới khô cân cặn (tính đồngnhau bốc hơi mỗi phân đoạn tới khô cân cặn (tính đồng
nhất được kiểm tra bằng sắc kí lớp mỏng) xây dựng đồ thị
khối lượng - số phân đoạn sẽ cho píc sắc kí; toàn bộ khối
lượng được rửa giải từ cột luôn phải được đem so sánh với
lượng hỗn hợp đưa vào cột – kiểm tra độ thu hồi
* Mỗi phân đoạn riêng biệt thu được có thể kiểm tra trực
tiếp bằng sắc kí lớp mỏng (sử dụng một trong số những thuốc
thử không chọn lọc như hơi iot)

Đối với phương pháp sắc kí khí điều chế, sắc kí cột
lỏng - lỏng và sắc kí cột phân bố lỏng - lỏng, người ta
đặt giữa đầu ra của cột và detecto một thiết bị chia
dòng, thiết bị này chia một phần lớn dòng rửa giải cho
đi vào bẫy lạnh, ở đây các cấu tử riêng biệt ngưng tụ
lại. Trường hợp sử dụng các cột thông thường thì ta
thu được các phân đoạn của các cấu tử riêng biệt vào
các bình hứng khác nhau và cô đuổi dung môi để thu
hồi chất tinh khiết

PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH:
* Việc làm sạch các chất rắn bằng kết tinh là dựa vào sự khác nhau
về tính tan của chất quan tâm và của tạp chất trong một dung môi hoặc
một hệ dung môi chọn.
* Ta có thể gặp hai trường hợp sau:
1. Chất quan tâm tan tốt trong dung môi ở nhiệt độ cao, tan ít ở1. Chất quan tâm tan tốt trong dung môi ở nhiệt độ cao, tan ít ở
nhiệt độ thường, còn tạp chất thì ngược lại.
Trường hợp này ta sử dụng kết tinh nóng để làm sạch chất
Lưu ý: Dung môi chọn sao cho có thể tạo được dung dịch bão hòa
chất kết tinh ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung môi (khoảng
100C ) để thuận tiện cho việc lọc nóng khi cần thiết.

2. Chất quan tâm tan tốt trong dung môi ở nhiệt độ thường,
tan ít ở nhiệt độ nóng, còn tạp chất thì ngược lại.
Trường hợp này ta sử dụng kết tinh lạnh ở nhiệt độ rất thấp
(từ -100C đến -400C) để làm sạch chất rắn. Kết tinh lạnh có thể tinh
chế các chất lỏng.
Trường hợp này ta cũng có thể kết tinh nóng để làm sạch
chất bằng cách thêm dung môi thứ hai tan được trong dung môichất bằng cách thêm dung môi thứ hai tan được trong dung môi
đầu, nhưng hầu như không hòa tan chất kết tinh ở nhiệt độ
thường, theo một tỉ lệ thích hợp (đến vẩn đục) để chuyển hệ về
tương tự như trường hợp đầu.
Việc sử dụng hỗn hợp dung môi trên cũng được áp dụng để
làm sạch những chất kém bền nhiệt

Trong phương pháp làm sạch chất bằng phương pháp kết tinh,
ngoài việc lựa chọn hệ dung môi thích hợp, những tạp chất thường
Trong một số trường hợp đặc biệt, chẳng hạn chất bị phân hủy
hoặc bị biến đổi cấu trúc khi tiếp xúc với không khí, việc kết tinh
chúng được tiến hành trong bầu khí quyển khí trơ (nitơ, heli,...).
có mặt với những lượng nhỏ có thể đuổi khỏi dung dịch kết tinh
bằng việc xử lí với các chất hâp thụ như than hoạt tính, đất chịu lửa,
silicagen.
Kết tinh càng nhanh tinh thể càng bé, càng khó lọc và hấp phụ
nhiều chất bẩn; kết tinh càng chậm tinh thể càng to càng dễ lọc và
sạch.

Để thu được chất tinh khiết, quá trình tinh khiết thường lặp
đi lặp lại nhiều lần, tốt nhất trong các dung môi khác nhau.
Phương pháp làm sạch chất bằng phương pháp kết tinh
không được áp dụng nếu chất quan tâm tạo được tinh thể trộn lẫn
với các tạp chất
với các tạp chất

I. PHƯƠNG PHÁP THĂNG HOA
a. Định nghĩa
Thăng hoa là một quá trình biến đổi pha của một chất từ
trạng thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng
thái lỏng.
b. Cơ sở lý thuyết
Một số chất như: naphtalen,menton…có khả năngMột số chất như: naphtalen,menton…có khả năng
thăng
hoa, vì vậy người ta có thể dùng phương pháp thăng hoa
ở áp suất thường hoặc áp suất thấp để tinh chế chúng

c. Phương pháp tiến hành: Gia nhiệt một chất rắn
để bay hơi, làm lạnh hơi của chất rắn đó ta sẽ thu
được chất rắn kết tinh có độ tinh khiết cao, còn tạp
chất không thăng hoa thì nằm lại ở đáy bình
Phương pháp thăng hoa có ưu điểm hơn các phương
pháp khác là thu được chất tinh khiết hơn và có thể dùng
một lượng nhỏ chất. Ngược lại, phương pháp này cũngmột lượng nhỏ chất. Ngược lại, phương pháp này cũng
có nhược điểm là các chất bẩn phải có tính bay hơi khác
nhiều so với chất tinh chế, quá trình thăng hoa thường
chậm và hao phí nhiều chất hơn các phương pháp khác.
Tốc độ thăng hoa tỉ lệ thuận với áp suất hơi của chất ở
nhiệt độ xác định, tỉ lệ với độ lớn bề mặt chất bay hơi và
tỉ lệ nghịch với áp suất trong bình.

Phương pháp tiến hành thăng hoa ở áp suất thường:
Với dụng cụ đơn giản lượng nhỏ là cho chất cần thăng
hoa vào bát sứ, phủ bằng giấy lọc có chọc thủng nhiều lỗ
nhỏ rồi đậy bát bằng phễu thủy tinh có bọc giấy tẩm ướt
hay vải ướt ở bên ngoài, có đậy cuống phễu bằng một íthay vải ướt ở bên ngoài, có đậy cuống phễu bằng một ít
bong. Sau đó đun nóng bát sứ lên trên ngọn lửa đèn cồn
hay trên bếp điện qua lưới amiăng hay trên bếp cách cát
một cách cẩn thận vì nếu đun nóng quá sẽ phân hủy chất
thăng hoa. Với lượng lớn hơn có thể lắp ráp dụng cụ
theo hình sau:

II. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KHÁC
1. Xác định nhiệt độ sôi
Nhiệt độ sôi của chất lỏng là nhiệt độ mà tại đó áp suất
hơi của chất lỏng bằng trên bề mặt áp suất hơi bên ngoài
nhiệt độ sôi phụ thuộc vào áp suất bên ngoài.
- Áp suất cao nhiệt độ sôi thấp và ngược lại
Ta thường dùng công thức:Ta thường dùng công thức:
to = t + Dt ( to: đo ở 766 mm Hg)
D t = k (760 - p)(t + 273) (k:là hằng số thay đổi tùy
theo bản chất chất lỏng)

Các chất alkyl halogenua, hydrocacbon, ete có k = 0,00012
Chất lỏng tinh khiết có nhiệt độ sôi nhất định, không thay
đổi trong quá trình sôi. Chất lỏng không tinh khiết nhiệt độ
sôi thay đổi trong quá trình sôi…
Nếu lượng chất lỏng lớn ta xác định nhiệt độ sôi của nó
bằng phương pháp chưng cất thường, nếu lượng chất lỏng ít
ta dùng phương pháp Siwotoboff.
Xác định điểm sôi theo phương pháp Siwotoboff

Một ống mao dẫn bịt kín một đầu có đường kính 1mm
– 2mm, dài 80 – 120mm, ống thứ hai có đường kính
khoảng 4mm dài 70mm. một lượng nhỏ chất lỏng muốn
xác định điểm sôi (0,5ml) được cho vào ống lớn và đầu hở
của ống mao dẫn nhỏ được nhúng vào chất lỏng trong ống
lớn. Ống lớn được cột vào nhiệt kế và đặt vào becher có
chứa nước.
Đun becherte từ với tốc độ tăng khoảng 20C trong mộtĐun becherte từ với tốc độ tăng khoảng 20C trong một
phút, không khí thoát ra chậm thành những bọt nhỏ từ đầu
của ống mao dẫn nhỏ nhúng vào chất lỏng trong ống lớn.
Nhiệt độ sôi là nhiệt độ tại đó các bọt khí này thoát ra
nhanh và liên tục. Muốn có kết quả chính xác hơn ta
ngừng đun, dòng bọt thoát ra sẽ chậm lại, khi bọt cuối
cùng xuất hiện và chất lỏng có khuynh hướng bị hút vào
ống mao dẫn. Ta đọc được nhiệt độ tại đó sẽ chính xác

2. Xác định tỷ trọng
d= m/v (g/mL)
a. Dùng tỷ trọng kế cân( picnomet)
Nếu khối lượng của tỉ trọng kế rỗng là P, khi đỏ đầy
nước là P1 và khi đổ đầy chất lỏng nghiên cứu là P2 thì
tỷ trọng của chất lỏng ở nhiệt đô được tính theo công
thức sauthức sau
0
0
2
1
t
t
P Pd
P P
−
=
−

• Thường việc xác định được tiến hành ở nhiệt độ 200/200
hoặc 250/250. để xác định tỷ trọng của chất lỏng ở 40C và
trong không gian không có không khí ta chuyển về công
thức như sau
•
( )
0
0
20
4 W
m
d Q λ λ= − +
ở đây m: khối lượng chất lỏng
W: khối lượng nước trong không khí ở 200C.
Q: khối lượng riêng của nước ở 200C và bằng 0.99827
g/cm3
: khối lượng riêng trung bình của không khí ở 200C
và bằng 0.00120 g/cm3
λ

• Do đó
• Như vậy trong tất cả các lần xác định tỷ trọng
tiếp theo ta chỉ cần biết khối lượng chất lỏng
( )
0
0
20 0.99707 0.00120
4 W
m
d = +
tiếp theo ta chỉ cần biết khối lượng chất lỏng
đổ đầy tỷ trọng kế

b. Dùng tỷ trọng kế đo trực tiếp (aeromet)
Tỷ trọng kế loại này gồm dãy những aeromet có chia
độ ở phần trên ống thủy tinh và ở trong bầu dưới có
chứa những bi chì. Mỗi aeromet như vậy có một
khoảng trọng lượng xác định
Trường hợp chất hoàn toàn chưa biết tỷ trọng ta cứ thảTrường hợp chất hoàn toàn chưa biết tỷ trọng ta cứ thả
lần lượt các aeromet có trọng lượng tăng dần vào chất
lỏng. Phương pháp này xác định nhanh nhưng không
chĩnh xác bằng cách cân và đòi hỏi phải có 1 lượng
lớn chất lỏng.

c. Dùng tỷ trọng kế so sánh (gravitomet)
Nguyên tắc làm việc của phương pháp này dựa vào tỷ
trọng của 2 chất lỏng tỉ lệ nghịc với chiều cao của các cột
chất lỏng trong cùng một điều kiện thực hiện như nhau:
1 2d h
d h
=
d1 tỷ trọng của chất đã biết dùng để so sánh (thường dùng
etylbenzen làm chất chuẩn)
d2 tỷ trọng của chất lỏng cần phải đo
h1 và h2 các chiều cao đo được trong thực nghiệm
2 1d h

d. Xác định tỷ trọng của chất rắn
Được xác định bằng phương pháp cân nổi. Phương pháp
này dựa vào sự tạo cân bằng huyền phù của chất rắn
trong chất lỏng, nghĩa là chất rắn không nổi hẳnlên trên
bề mặt và không chìm hẳn xuống đáy, nếu như tỷ trọng
của nó bằng tỷ trọng của chất lỏng.
Trong thực hành người ta chuẩn bị các hỗn hợp chất lỏngTrong thực hành người ta chuẩn bị các hỗn hợp chất lỏng
hai cấu tử từ những chất sau: bromofom, cacbon
tetraclorua, benzen, nitrobenzen cũng như dung dịch
nước của bari iotdua và thủy ngân iotdua.

Cho tinh thể mịn của chất rắn và hỗn hợp lỏng 2 cấu tử
vào ống nghiệm và quay li tâm trong 5 phút. Nếu tinh
thể chìm xuống đáy thì thêm thành phần lỏng nặng hơn,
nếu tinh thể nổi lên trên mặt thì thêm thành phần lỏng
nhẹ hơn. Sự điều chỉnh này được lặp lại cho đến khi
ngừng hoàn toàn sự trộn của các hạt trong khi li tâm, sau
đó tiến hành xác định tỷ trọng của chất lỏng sẽ biết được
tỷ trọng của chất rắn

3. Xác định nhiệt độ nóng chảy
Nếu nhiệt độ nóng chảy của chất hữu cơ chỉ thay đổi trong
khoảng 0,1 0,50C thì xem là tinh khiết. Phương pháp đo
đơn giản
Dụng cụ và hóa chất: 1 cốc thủy tinh thể tích 100 250 ml.
Ống mao dẫn đường kính 1 2 mm, dài 80 120 mm, một
đầu bịt kín, 1 đầu hở.đầu bịt kín, 1 đầu hở.
Phương pháp xác định: Cho chất rắn vào ống mao dẫn khoảng
0,001 0,05 gam ( chất rắn thật khô, tán nhỏ) cột chất trong
mao dẫn cao khoảng 2- 5 mm là được. Buộc ống mao dẫn vào
nhiệt kế bằng dây cao su, chất rắn trong mao dẫn nằm ngang
bầu thủy ngân đun chậm 1 phút tăng 2 độ. Nhiệt độ tại đó chất
rắn bắt đầu hóa lỏng, nhiệt độ tại đó chất rắn chảy hết. Trị số
điểm nóng chảy bằng trung bình cộng 2 điểm nóng chảy đó

• Phương pháp mao quản với việc sử dụng hỗn hợp làm
lạnh ( axeton hoặc metanol với đá khô) và nhiệt kế rượu
hoặc toluen được dùng để xác định điểm chảy của các
chất có điểm chảy thấp hơn nhiệt độ phòng tới -500C.
• Ngoài dụng cụ đơn giản này, người ta còn dùng các dụng
cụ đốt điện block Marken, máy xác định điểm chảy dưới
kính hiển vi Kofler…để đo điểm chảy được nhanh, chính
xác hơn.
• Phương pháp xác định điểm chảy hỗn hợp cũng nhằm để
kiểm tra độ sạch của chất phân tích. Nếu điểm chảy hỗn
hợp thấp hoặc cao hơn điểm chảy của chất tinh khiết
thành phần thì chất phân tích xem như bẩn, còn nếu trùng
nhau thì chất phân tích coi như sạch.

Các chất alkyl halogenua, hydrocacbon, ete có k =
0,00012.
Chất lỏng tinh khiết có nhiêt độ sôi nhất định, không thay
đổi trong quá trình sôi. . .
Nếu chất lỏng lớn ta xác định nhiêt độ sôi của nó bằng
phương pháp chưng cất thường, nếu lượng chất ít ta dùng
phương pháp Siwotoboff.
Xác định điểm sôi theo phương pháp Siwotobuff

Một ống mao dẫn bịt kín một đầu có đường kính 1mm –
2mm, dài 80 - 120mm, ống thứ hai có đường kính khoảng
4mm dài khoảng 70mm. Một lượng nhỏ chất lỏng muốn xác
định điểm sôi (0,5ml) được cho vào ống lớn và đâu hở của
ông mao dẫn nhỏ được nhúng vào chất lỏng trong ống lớn.
Ống lớn được cột vào nhiệt kế và đặt vào becher có chứa
nước
Đun becher từ từ với tốc độ tăng khoảng 2oC trong một phút,Đun becher từ từ với tốc độ tăng khoảng 2oC trong một phút,
không khí thoát ra chậm thành những bọt nhỏ từ đầu của ống
mao dẫn nhỏ nhúng vào chất lỏng trong ống lớn. Nhiệt độ sôi
là nhiệt độ tại đó các bọt khí này thoát ra nhanh và liên tục.
Muốn có kết quả chính xác hơn ta ngừng đun, dòng bọt thoát
ra sẽ chậm lại, khi bọt cuối cùng xuất hiện và chất lỏng có
khuynh hướng bị hút vào ống mao dẫn. Ta đọc được tại nhiệt
độ tại đó sẽ chính xác hơn.

Cho tinh thể mịn của chất rắn và hỗn hợp lỏng 2 cấu tử
vào ống nghiệm và quay li tâm trong 5 phút. Nếu tinh
thể chìm xuống đáy thì thêm thành phần lỏng nặng hơn,
nếu tinh thể nổi lên trên mặt thì thêm thành phần lỏng
nhẹ hơn. Sự điều chỉnh này được lặp lại cho đến khi
ngừng hoàn toàn sự trộn của các hạt trong khi li tâm, sau
đó tiến hành xác định tỷ trọng của chất lỏng sẽ biết đượcđó tiến hành xác định tỷ trọng của chất lỏng sẽ biết được
tỷ trọng của chất rắn

• Phương pháp mao quản với việc sử dụng hỗn hợp làm
lạnh ( axeton hoặc metanol với đá khô) và nhiệt kế
rượu hoặc toluen được dùng để xác định điểm chảy
của các chất có điểm chảy thấp hơn nhiệt độ phòng
tới -500C.
• Ngoài dụng cụ đơn giản này, người ta còn dùng các
dụng cụ đốt điện block Marken, máy xác định điểm
chảy dưới kính hiển vi Kofler…để đo điểm chảy
được nhanh, chính xác hơn.được nhanh, chính xác hơn.
• Phương pháp xác định điểm chảy hỗn hợp cũng nhằm
để kiểm tra độ sạch của chất phân tích. Nếu điểm
chảy hỗn hợp thấp hoặc cao hơn điểm chảy của chất
tinh khiết thành phần thì chất phân tích xem như bẩn,
còn nếu trùng nhau thì chất phân tích coi như sạch.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Huệ, Các phương pháp phân tích
hữu cơ, nhà xuất bản ĐHQG Hà Nội.
2. http://www.ued.edu.vn/khoahoa/file.php/1/Giao_t
rinh/DAI_CUONG_HC_Th_Cuong_.pdf.
3. http://doan.edu.vn/do-an/ky-thuat-thi-nghiem-3. http://doan.edu.vn/do-an/ky-thuat-thi-nghiem-
hoa-huu-co-37271.

CHƯƠNG II
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỢP
CHẤT HỮU CƠCHẤT HỮU CƠ

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỮU CƠ
2.1. Phương pháp chung xác định công thức cấu tạo
phân tử một hợp chất hữu cơ.
2.1.1. Xác định công thức phân tử.
2.1.2. Xác định công thức cấu tạo.
2.2. Một số phương pháp vật lý khảo sát cấu tạo hợp2.2. Một số phương pháp vật lý khảo sát cấu tạo hợp
chất hữu cơ.
2.2.1. Các phương pháp phổ sóng điện từ.
2.2.2 Phương pháp phổ khối.
2.2.3. Ứng dụng đồng thời các phương pháp phổ
trong việc xác định cấu tạo hợp chất hữu cơ.

GIỚI THIỆU
Một hợp chất hữu cơ được điều chế bằng con đường tổng hợp
hoặc tách từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên sau khi đã làm sạch và
kiểm tra xác nhận độ sạch có thể đem xác định cấu tạo phân tử.
Việc xác định cấu tạo phân tử dù bằng phương pháp nào (hóa học,
vật lý hay kết hợp hóa học và vật lý) đều theo nguyên tắc chung sau.vật lý hay kết hợp hóa học và vật lý) đều theo nguyên tắc chung sau.
2.1. Phương pháp chung xác định công thức cấu tạo phân tử
một hợp chất hữu cơ.
Quá trình xác định cấu tạo phân tử HCHC gồm những giai đoạn
sau:
1. Phân tích định tính, định lượng thành phần nguyên tố và
phân tử khối của chất khảo sát để thành lập công thức phân tử.

2. Phân tích định tính, định lượng các nhóm chức có chứa trong
chất khảo sát để thành lập công thức cấu tạo.
3. Xác định cấu trúc tinh vi của phân tử (đồng phân, hình thể, tính
chất các liên kết,...)
Cuối cùng tìm cách kiểm tra tính đúng đắn của công thức cấu tạo
đưa ra và kết luận.đưa ra và kết luận.
Trong quá trình tiến hành xác định xác định cấu tạo phân tử
thường người ta dựa vào các cách sau :
-Tìm những phản ứng đặc trưng hoặc điển hình.
-Xác định sự có mặt của những gốc có cấu tạo xác định trong
thành phần phân tử chất khảo sát.
-Dựa vào kết quả nghiên cứu các tính chất vật lý của chất khảo sát.

Để cụ thể hóa dưới đây chúng tôi xin trình bày một số phương
pháp chủ yếu để xác định cấu tạo phân tử và đơn cử một vài ví dụ
điển hình.
2.1.1. Xác định công thức phân tử.
Giai đoạn xác định công thức phân tử của một hợp chất gồm 3 bước:
a) Xác định thành phần định tính các nguyên tố.
Thường một hợp chất chỉ chứa một số ít nguyên tố chủ yếu C, H,Thường một hợp chất chỉ chứa một số ít nguyên tố chủ yếu C, H,
O, N, S, halogen, ngoài ra là những nguyên tố ít gặp như: P, As, Sb,
Hg và những kim loại khác. Người ta dựa vào những phản ứng và
phương pháp đặc trưng của từng nguyên tố để xác định.
Ví dụ: Bằng phương pháp hóa học, vật lý tìm thấy trong một hợp
chất hữu cơ có chứa 3 nguyên tố C, H, O.
Ví dụ: Đốt cháy 3gam hợp chất khảo sát thu được 8,8gam CO2
và 5,4gam H2O.

b) Xác định thành phần định lượng các nguyên tố.
Mục đích của bước này là xác định số phần trăm khối lượng
các nguyên tố chứa trong chất khảo sát đã tìm thấy ở bước 1 để
thiết lập một công thức thực nghiệm ( công thức nguyên đơn giản)thiết lập một công thức thực nghiệm ( công thức nguyên đơn giản)
Ví dụ: Đốt cháy 3gam hợp chất khảo sát thu được 8,8gam
CO2 và 5,4gam H2O. Xác định thành phần phần trăm của các
nguyên tố.

c) Xác định phân tử khối tương đối , thiết lập công thức phân tử.
Xét công thức chung: (CxHyOz)n
- Để thiết lập CTPT của chất khảo sát ta cần xác định giá trị
của số n.
- Xác định phân tử khối M của chất khảo sát.- Xác định phân tử khối M của chất khảo sát.
- Công thức đơn giản.
- CTPT
Ví dụ: Đốt cháy 3gam hợp chất khảo sát thu được 8,8gam
CO2 và 5,4gam H2O.
Phân tử khối của hợp chất nhỏ hơn 40. Tìm CTPT.

2.1.2. Xác định công thức cấu tạo hợp chất hữu cơ chưa biết dựa
vào các tính chất hóa học đặc trưng
Nguyên tắc chung: Người ta thường sử dụng các phản ứng định
tính đặc trưng, các dữ kiện phổ để phát hiện các nhóm chức và các
phương pháp xác định riêng từng nhóm chức để định lượng chúng..
Các phương pháp chủ yếu để xác định cấu tạo của một hợpCác phương pháp chủ yếu để xác định cấu tạo của một hợp
chất hữu cơ:
1. Dựa vào quy luật về các phản ứng đặc trưng và tính chất vật lý
đặc trưng, nghĩa là các phân tử của các chất khác nhau có chứa
những nhóm nguyên tử giống nhau phải cho những phản ứng đặc
trưng điển hình hoặc các đại lượng, tính chất vật lý như bước sóng,
tần số hấp thụ, tín hiệu phổ…tương tự nhau.

2. Dựa vào định luật về gốc, nghĩa là qua những sự chuyển hóa
hóa học hoặc dưới những tác động vật lý, phần lớn các liên kết trong
phân tử được giữ nguyên không thay đổi hoặc sự phá vỡ xảy ra theo
những quy luật nhất định
Ví dụ 1: Xác định công thức cấu tạo của chất X có công thức phân tử
C2H4O2. Biết rằng khi cho chất này tác dụng với kim loại natri thấy
giải phóng ra hidro, khi cho tác dụng với PCl thấy giải phóng ra HClgiải phóng ra hidro, khi cho tác dụng với PCl5 thấy giải phóng ra HCl
và POCl3, khi cho tác dụng với Cl2 thấy liên tiếp 3 nguyên tử H được
thay thế bằng 3 nguyên tử Cl và X không bị thủy phân.
Giải
Khi cho X tác dụng với kim loại natri thấy giải phóng ra hidro:
C2H4O2 + Na → C2H3NaO2 + ½ H2
Khi cho tác dụng với PCl5 thấy giải phóng ra HCl và POCl3
C2H4O2 + PCl5 → C2H3OCl + HCl + POCl3

Qua hai phản ứng này ta thấy đây chính là những phản ứng đặc
trưng của nhóm OH của ancol hoặc của một axit:
ROH + Na → RONa + ½ H2
ROH + PCl5 → RCl + HCl + POCl3
Hoặc: RCOOH + Na → RCOONa + ½ H2
RCOOH + PCl5 → RCOCl + HCl + POCl3
RCOOH + PCl5 → RCOCl + HCl + POCl3
Nên công thức X viết dưới dạng tách riêng nhóm hidroxit:
C2H3O-OH
Khi cho tác dụng với Cl2 thấy liên tiếp 3 nguyên tử H được thay
thế bằng 3 nguyên tử Cl:
C2H3O-OH + Cl2 → C2H2ClO-OH + HCl
C2H2ClO-OH + Cl2 → C2HCl2O-OH + HCl
C2HCl2O-OH + Cl2 → C2Cl3O-OH + HCl

Qua phản ứng này (phản ứng đặc trưng cho sự thế Cl của
hidrocacbon) ta có thể đi đến kết luận về các nguyên tử hidro của
chất khảo sát: 4 nguyên tử H thì một đã gắn với O trong nhóm OH
và ba nguyên tử H còn lại trong phần C2H3O đều nối với C. Vấn đề
còn lại ở đây cần giải quyết là cả 3H đều gắn với một nguyên tử C
hay gắn với cả 2 nguyên tử C như cấu tạo dự kiến dưới đây:

Trong hai cấu tạo trên thì cấu tạo (b) là thích hợp nhất vì (a) sẽ
bị thủy phân nên trái với điều kiện bài ra. Vậy công thức cấu tạo
của X là:
Ví dụ 2:
Để đốt cháy hoàn toàn 4,45g chất hữu cơ A người ta phải dung vừa
đủ 4,2 lít O2. Sản phẩm cháy gồm có 3,15 gam H2O và 3,92 lít hỗn
hợp N2 và CO2. (Các thể tích được đo ở điều kiện tiêu chuẩn)
a. Xác định công thức phân tử của A, biết rằng dA/H2 = 44,5.
b. Viết công thức cấu tạo của A biết rằng A là este của ancol
metylic. Viết công thức cấu tạo của axit đã tạo ra este.

Ptpư:
)(632.1875,0
)(1875,0
4,22
2,4
)(175,0
4,22
92,3
2
2
22
gm
moln
molnn
O
O
CON
==
==
==+
Giải:
OHCONOA ++→+Ptpư:
4,45g 6g 3,15g
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
Suy ra
OHCONOA 2222 ++→+
OHCONOA mmmm 2222 )( +=+ +
3,715,3645,422
=−+=+ CON mm

Gọi a, b lần lượt là số mol của N2 và CO2, ta có hệ phương trình sau:
Vậy: mC = 12.0,15= 1,8gam
mH = (3,15:18).2= 0,35 gam
mN = 28.0,025= 0,7 gam
mO = 4,45 – (1,8 + 0,35 + 0,7) = 1,6gam



=
=
⇒



=+
=+
molb
mola
ba
ba
15,0
025,0
3,74428
175,0
mO = 4,45 – (1,8 + 0,35 + 0,7) = 1,6gam
Đặt A = CxHyOzNt ta có: x:y:z:t = 3:7:2:1
Vậy công thức đơn giản của A (C3H7O2N)n.
Theo đề bài: MA = 44,5.2 = 89.
Suy ra (12.3 + 7 + 32 +14).n = 89 → n = 1
Công thức phân tử của A là C3H7O2N
Công thức cấu tạo este của A là H2N-CH2-COOCH3
Công thức cấu tạo của axit là H2N-CH2-COOH.
Pt: H2N-CH2-COOH + CH3OH → H2N-CH2-COOCH3

2.2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP VẬT LÝ KHẢO SÁT CẤU
TẠO HỢP CHẤT HỮU CƠ
2.2.1. Phương pháp phổ khối
2.2.1.1. Nguyên tắc
Đây là phương pháp nghiên cứu cấu trúc của các chất bằng
cách đo chính xác khối lượng phân tử của một chất dựa trên nguyêncách đo chính xác khối lượng phân tử của một chất dựa trên nguyên
tắc khôi lượng phân tử của một chất sẽ bằng tổng khối lượng của
các mảnh ion được tạo thành do quá trình phá vỡ phân tử.
Hợp chất mẫu trước hết phải được chuyển sang trạng thái khí
và được ion hóa bằng các phương pháp thích hợp, sau đó được tách
thành các mảnh ion theo một quy luật nhất định. Từ đó. Ta có thể
xác định được hình ảnh của phân tử.
Người ta đo phổ khối lượng bằng khối phổ kế.

Sơ đồ khối phổ kế như sau:

Nguyên tắc hoạt động chung:
Chất nghiên cứu được đưa vào buồng nạp mẫu rồi qua buồng
ion hóa tại đây catot làm bằng W bị đốt nóng bứt ra chùm e có năng
lượng cao chuyển động về phía anot va chạm với các phân tử khí,
trên đường đi tùy thuộc vào năng lượng chùm e các phân tử mẫu bị
ion hóa sau đó bị phá vỡ thành từng mảnh hướng vào khe đi vào bộ
phận tách từ là một nam châm điện, tại đây, các mảnh ion được phân
tách theo số khối đi qua khe ra và gặp detecto có nhiệm vụ thu nhận,
phát hiện các mảnh ion tùy theo số khối tương ứng với cường độ của
nó chuyển qua bộ phận khuếch đại tín hiệu qua bộ xử lý kết quả và
ghi dưới dạng phổ.

2.2.1.2. Sự tương quan của phổ khối với cấu tạo phân tử
a) Ion phân tử
Ion phân tử là các ion có số khối lớn nhất và đây chính là khối
lượng phân tử của chất mẫu.
Quy tắc Nitơ: Nếu khối lượng ion phân tử là số chẵn thì trong
phân tử không chữa nito hoặc chứa một số chẵn nguyên lần nguyên
tử nito. Nếu khối lượng ion phân tử lẻ thì trong phân tử đó chữa lẻ lần
nguyên tử nito.nguyên tử nito.
b) Ion đồng vị
Trong tự nhiên tồn tại các loại đồng vị khác nhau của cùng một
nguyên tố, các đồng vị này tồn tại trong tự nhiên theo các tỷ lệ đồng
vị nhất định và trong các hợp chất hóa học thì các đồng vị này tuân
theo tỷ lệ không đổi.
Trong phổ khối lượng tỷ lệ đồng vị xuất hiện tương ứng với chiều
cao của phổ , người ta ứng dụng việc đo chiều cao của phổ (xác suất
xuất hiện) để từ đó xác định số nguyên tử đồng vị trong hợp chất.

c) Ion mảnh
Các ion mảnh là do sự phá vỡ phân tử sinh ra khi va chạm với
electron, tùy theo năng lượng va chạm lớn hay nhỏ mà phân tử vỡ
thành nhiều mảnh, thông thường năng lượng va chạm khoảng 70eV.
Khi năng lượng dòng e từ 5 – 12eV thì hầu như không có mảnhKhi năng lượng dòng e từ 5 – 12eV thì hầu như không có mảnh
ion mà chỉ có ion phân tử khi tăng năng lượng của dòng e trên phổ
bắt đầu xuất hiện các pic tương ứng với ion mảnh có số khối nhỏ
hơn số khối của ion phân tử. Khi năng lượng từ 50 – 80eV bắt đầu
xuất hiện nhiều hơn ion mảnh có số khối nhỏ, tuy nhiên sự tồn tại
của ion mảnh tùy thuộc vào độ bền của nó

d) Ion bền trung gian (Ion metastabin)
Trong phổ khối, ta có thể gặp những đỉnh rộng kéo dài qua một
vài đơn vị khối và cường độ thấp do các ion bền trung gian tạo nên.
Những ion nào có thời gian sống lớn hơn đáng kể so với thời
gian bay từ buồng ion hóa tới bộ phận thu ion ( ~ 10-6s) thì được
ghi thành phổ. Những ion nào có thời gian sống ngắn hơn khôngghi thành phổ. Những ion nào có thời gian sống ngắn hơn không
kịp đi ra khỏi buồng ion hóa thì bị phân hủy. Bên cạnh những ion
này còn có những ion có thời gian sống xấp xỉ thời gian bay, dưới
tác dụng của thế tăng tốc, chúng kịp ra khỏi buồng ion hóa với vận
tỉ lệ với số khối của chúng.Tuy nhiên, trước khi đạt tới trường phân
tách khối, chúng đã bị phân hủy với sự tách ra các phân tử trung
hòa hoặc gốc và ion mới,
Thực tế, ít gặp các ion bền trung gian này.

2.2.1.3. Giải phổ khối
Các bước giải phổ cần làm:
B1: Nhận biết ion phân tử;
B2: Xác định thành phần nguyên tố và chỉ số thiếu hụt hiđro;
B3: Xác định khối lượng các mảnh ion;
B4: Xác định hiệu khối lượng của ion phân tử với các ion để tìmB4: Xác định hiệu khối lượng của ion phân tử với các ion để tìm
xemion phân tử đã bị vỡ mạch nào đề xác định các mảnh ion đặc
trưng, tìm các pic M+1. M+2 nếu có, từ đó xác định được số nguyên
tử của nguyên tố đồng vị có trong hợp chất. Thông thường đối với
chất hữu cơ trong quá trình phá vỡ phân tử phải xét đến độ bền của
ion phân tử cũng như độ bền của chất.
B5: Đề xuất cấu tạo và kiểm tra, khẳng định lại cấu tạo của hợp
chất bằng sơ đổ phân mảnh.

Ví dụ:
Một chất rắn có điểm chảy là 33oC và các dữ kiện rút ra từ phổ khối
đồ như sau:
m/z I(%so với đỉnh cơ sở) m/z I(%so với đỉnh cơ sở)
65
91
30
100
155
172
61
18
Và các đỉnh ion bền trung gian xuất hiện ở 46,5; 53,5; 67,9; 106,3;
121,7; và 147,9 đơn vị khối. Hãy phán đoán cấu tạo của hợp chất.
91
92
107
108
100
32
11
10
172
200
201
202
18
78
10,6
5,8

Giải:
Từ nhóm đỉnh đồng vị ở 202, 201 và 200 đơn vị khối có thể đề
xuất chắc chắn sự có mặt của một nguyên tư S (độ giàu tự nhiên
của 34S là 4,44). Đỉnh ở 200 đơn vị khối rất mạnh, có thể đề nghị
sự có mặt của một nguyên tử S và có thể chỉ ra rằng nó là đỉnh của
ion phân tử.
Trong phổ xuất hiện cụm pic m/z=200 xuống m/z =172 tương
ứng với sự mất đi CH2=CH2
Cụm pic từ 200 ÷ 156 tương ứng với sự mất đi CH2=CHOH
Cụm pic từ 108 ÷ 107 tương ứng với sự mất đi 1H
Cụm pic từ 172 ÷ 106 tương ứng với sự mất đi SO2
Cụm pic từ 91 ÷ 65 tương ứng với sự mất đi CH CH.≡

Nguyên tử S rõ ràng ở dạng SO2, Đỉnh đồng vị ở 201 dvk chỉ
ra không quá 9 nguyên tử C: (10,6-0,8)/1,1 ~9 (0,8 là phần đóng
góp của 33S cào đỉnh 201 dvk)
Đỉnh cơ sở ở 91 đ.v.k. có thể đề nghị chắc chắn là cấu trúc
tolyl vì có đỉnh bền trng gian ở 45,6 . Sự mất 45 đ.v.k. trong sự
chuyển từ 200 đến 155 có thể đề nghị sự có mặt của nhóm etoxichuyển từ 200 đến 155 có thể đề nghị sự có mặt của nhóm etoxi
C2H5O, điều này được khẳng định bởi các đỉnh bền trung gian ở
147,9 và 121,7 (cả hai là kết quả của quá trình chuyển vị. Độ giàu
của đỉnh 155 đ.v.k. gợi ý là nó có thể bắt nguồn chỉ từ ion phân tử.

Nhóm etoxi được liên kết với nhóm SO2 , chú ý sự mất 64 đ.v.k từ
cả hai đỉnh 172 (sau khi mất nhóm etilen qua sự chuyển vị) và đỉnh
155 (sau khi mất nhóm etoxi bởi sự phân tách). Như vậy, các mảng
cấu trúc là nhóm phenyl gắn với nhóm metyl và một nhóm etyl
sunfunat. Sự thế của vòng (vị trí nhóm thể không thể biết đực từ
phổ khối). Vậy công thức cấu tạo cần tìm là:phổ khối). Vậy công thức cấu tạo cần tìm là:

2.2.2. PHỔ HỒNG NGOẠI
Infrared (IR) spectroscopy
28

Thông thường thì đơn vị của bước sóng được sử dụng trong phổ
hồng ngoại là µm ( 1 µm = 10- 4 cm) và thay cho tần số (Hz),
người ta sử dụng đơn vị là số sóng:
32

Vùng bức xạ hồng ngoại (IR) là một vùng phổ bức xạ điện từ rộng
nằm giữa vùng trông thấy và vùng vi ba; vùng này có thể chia thành
3 vùng nhỏ:
- Near-IR 400-10 cm-1 (1000- 25 μm)
- Mid-IR 4000 - 400 cm-1 (25- 2,5μm)
- Far-IR 14000- 4000 cm-1 (2,5 – 0,8μm)
37
Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại nói ở đây là vùng phổ nằm
trong vùng có số sóng 4000 - 400 cm-1.
Vùng này cung cấp cho ta những thông tin quan trọng về các dao
động của các phân tử do đó là các thông tin về cấu trúc của các
phân tử

Để có thể hấp thụ bức xạ hồng ngoại, phân tử đó phải
đáp ứng các yêu cầu sau:
- Độ dài sóng chính xác của bức xạ: một phân tử hấp thụ
bức xạ hồng ngoại chỉ khi nào tần số dao động tự nhiên
của một phần phân tử (tức là các nguyên tử hay các nhóm
38
của một phần phân tử (tức là các nguyên tử hay các nhóm
nguyên tử tạo thành phân tử đó) cũng là tần số của bức
xạ tới.
-Một phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại khi nào sự
hấp thụ đó gây nên sự biến thiên momen lưỡng cực của
chúng.

Tương quan giữa phổ dao động và cấu
trúc phân tử
Các nhóm chức, nhóm nguyên tử và liên kết trong phân tử có
các đám phổ hấp thụ hồng ngoại đặc trưng khác nhau .
41

Mặc dù phương pháp phổ dao động là một trong
những phương pháp hữu hiệu nhất để xác định các
chất về định tính cũng như định lượng, được ứng
dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học cũng như
trong kiểm tra công nghiệp, phương pháp này cũng
có những hạn chế nhất định:
• Bằng phương pháp phổ hồng ngoại không cho biết
phân tử lượng (trừ trường hợp đặc biệt).
• Nói chung phổ hồng ngoại không cung cấp thông tin
42
• Nói chung phổ hồng ngoại không cung cấp thông tin
về các vị trí tương đối của các nhóm chức khác nhau
trên một phân tử.
• - Chỉ riêng phổ hồng ngoại thì đôi khi chưa thể biết
đó là chất nguyên chất hay chất hỗn hợp vì có
trường hợp 2 chất có phổ hồng ngoại giống nhau.

Ứng dụng :
1. Nhận biết các chất - Trước khi ghi phổ hồng ngoại, nói chung
ta đã có thể có nhiều thông tin về hợp chất hoặc hỗn hợp
cần nghiên cứu, như: trạng thái vật lý, dạng bên ngoài, độ
tan, điểm nóng chảy, điểm cháy.
Nếu có thể thì cần biết chắc mẫu là chất nguyên chất hay
43
Nếu có thể thì cần biết chắc mẫu là chất nguyên chất hay
hỗn hợp. Sau khi ghi phổ hồng ngại, nếu chất nghiên cứu là
hợp chất hữu cơ thì trước tiên nghiên cứu vùng dao động co
giãn của H để xác định xem mẫu thuộc loại hợp chất vòng
thơm hay mạch thẳng hoặc cả hai.

Sau đó nghiên cứu các vùng tần số nhóm để xác định
có hay không có các nhóm chức.
Trong nhiều trường hợp việc đọc phổ (giải phổ) và tìm
các tần số đặc trưng không đủ để nhận biết một cách
toàn diện về chất nghiên cứu, nhưng có lẽ là có thể
suy đoán được kiểu hoặc loại hợp chất.
44
suy đoán được kiểu hoặc loại hợp chất.
2. Xác định độ tinh khiết.
3. Phân tích định lượng.

Tần số dao động đặc trưng của phổ IR
92

2.2.3. Phổ NMR
• Phổ 1H-NMR là một kỹ thuật sử dụng để xác
định cấu trúc hóa học của hợp chất hữu cơ.
Phổ proton cho ta biết được số loại proton có
trong phân tử . Mỗi loại proton đó sẽ có tính
chất khác nhau vì thế sẽ có độ dịch chuyển
93
chất khác nhau vì thế sẽ có độ dịch chuyển
khác nhau trên phổ proton. Người ta sử dụng
TMS ( tetra methyl silan ) làm chất chuẩn
trong phổ proton và độ dịch chuyển hóa học
của proton trong TMS được chọn là 0 pmm

Sự tương tác của các proton (H) xung quanh sẽ gây ra sự tách vạch
theo quy tắc (n+1):
1.singlet
2.doublet
3.triplet
4.quartet
5.pentet
6.sextet
7.septet
8.octet...
94

Độ dịch chuyển hóa học (chemical shift) của Hydrogen phổ
NMR
0,9ppm: RCH3 1° aliphatic
1,3ppm: R2CH2 2° aliphatic
1,5ppm: R3CH 3° aliphatic
95

2 - 2,7 ppm: nhóm tại vị trí này liên kết với
nhóm carbonyl
96

3,7 - 4,1 ppm: nhóm tại vị trí này liên kết
với nhóm oxygen
97

6,5 - 8,5 ppm: Aromatic
2,2 - 3 ppm: H của nhóm gắn vào Aromatic
99

0,5 - 3 ppm: amin aliphatic
3 - 5 ppm: amin Aromatic
101

4 - 4,4ppm: H của nhón gắn với NO2
102

4 - 12ppm: H của rượu
103

Phổ 13C - NMR
• Nếu như phổ 1H-NMR cho các tín hiệu của các
loại H thì 13C-NMR cho các tín hiệu của các
loại C vì thế với các chất hữu cơ kết hợp 2 phổ
này có thể xác định đc cấu trúc của hầu hết
105
này có thể xác định đc cấu trúc của hầu hết
các chất.

Bảng tóm tắt độ dịch chuyển hóa học trong phổ
13C-NMR
106

So sánh giữa 1H-NMR với 13C-NMR
107

Hướng dẫn Giải Phổ IR - NMR
• Phổ hồng ngoại (FT-IR) và phổ cộng hưởng từ
hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR) được coi là 2
công cụ cơ bản nhất để thực hiện phép xác
định cấu trúc các hợp chất hữu cơ.
108
định cấu trúc các hợp chất hữu cơ.
• Các bước thực hiện việc giải 1 bài tập về phổ
với công thức tổng quát cho trước:

BƯỚC 1. Tính ĐỘ KHÔNG BÃO HÒA (degree of unsaturation - DU) từ trong
công thức tổng quát để xem trong phân tử có bao nhiêu vòng, bao nhiêu
liên kết đôi.
Giả sử ta có 1 công thức là CnHmXi
- Nếu X là Halogens thì coi nó là H => CnHm+i
- Nếu X là O, S thì bỏ => CnHm
- Nếu X là N thì trừ đi H tương ứng => CnHm-i
DU= n - m/2 + 1
VD: C5H10O => DU = 5-10/2+1=1
C H N => DU =8-10/2+1 = 4
109
C8H11N => DU =8-10/2+1 = 4
NẾU: DU = 1 có thể có 1 LK đôi hoặc vòng
DU = 2 có thể có 2 LK đôi, 2 vòng, 1 LK ba hoặc 1 LK đôi + 1 vòng
DU = 3 có thể có 3 LK đôi, 3 vòng, 1 LK đôi + 2 vòng, 2 LK đôi +
1vòng, 1 LK ba + 1 LK đôi hoặc 1 LK ba + 1 vòng
DU = 4 nghĩ ngay tới vòng benzen
DU = 5 có thể là vòng benzen + 1 LK đôi hoặc vòng benzen + 1 vòng
DU = 6 có thể là vòng benzen + 2 LK đôi hoặc 2 vòng hoặc 1 LK ba
hoặc 1 LK đôi + 1 vòng.

BƯỚC 2. Nhìn vào phổ IR tại vùng số sóng lớn
hơn 1500cm-1
Kết hợp các dữ kiện có từ công thức tổng quát, DU và phổ IR: nếu
• Nếu có 1 liên kết đôi và nguyên tố O có thể nghĩ tới nhóm
carbonyl
• Nếu không có liên kết đôi mà lại có O thì có thể nghĩ tới ether
hoặc rượu
110
hoặc rượu
BƯỚC 3. Sử dụng phổ NMR để xác định các liên kết
trong phân tử
Từ các nhóm chức xác định từ B2, viết cấu trúc phân tử và dựa
vào phổ NMR đánh giá xem công thức đã hợp lý chưa.

BƯỚC 4. Kiểm tra số O, C, H, Hal, ... xem đã phù
hợp với công thức tổng quát chưa.
• Kiểm tra hóa trị các nguyên tố xem phù hợp chưa
• Nếu chưa đúng, viết cấu trúc phân tử khác và kiểm
tra lại
111

Bài 1 Một cột dài 360 cm dùng để tách propan và butan bằng
phương pháp sắc ký khí. Dùng thước người ta đo được khoảng
cách từ lúc bơm mẫu đến đỉnh của pic sắc ký lần lượt là 152,5
mm và 415,5 mm,bề rộng chân các pic lần lượt là 13,5 mm và
33,8 mm. Tính số đĩa lý thuyết và chiều cao đĩa lý thuyết ứng
với mỗi chất.
2
t 
2
Rt
n=16
W
 
 
 
Áp dụng phương trình:
2 2
R-propan
propan
propan
2 2
R-butan
butan
butan
t 152,5
n =16 =16 =2042
W 13,5
t 415,5
n =16 =16 =2416
W 33,8
   
       
   
   
  
propan
propan
butan
butan
L 360
H = = =0,176cm
n 2042
L 360
H = = =0,149cm
n 2416
1

Bài 2: Trong sắc ký khí tốc độ di chuyển của pha động có
thể đo được trực tiếp, nếu đưa vào một lượng nào đó của
chất tan tương tự như metan,nó không được giữ bởi pha
tĩnh. Trong cột mao quản có chiều dài 50m; thời gian lưu
trữ của metan bằng 71,5s; còn thời gian giữ của n-
heptadecan là 12,6 phút. Hãy cho biết:
Tốc độ di chuyển của pha động bằng bao nhiêu?
Tốc độ di chuyển của dải n-heptadecan bằng bao nhiêu?Tốc độ di chuyển của dải n-heptadecan bằng bao nhiêu?
Ta có L = 50 m = 5000 cm.
TR = 71,5 s
Vậy tốc độ di chuyển của pha động là:
5000
69,93 /
71,5R
L
F cm s
t
= = =
Đối với n-heptadecan: tR= 12,6 phút = 756 s.
Vậy tốc độ di chuyển của dải là: 5000
6,61 /
756
F cm s= =
2

Bài 3. Một cột sắc ký mao quản dài 30m, chạy một chất
chuẩn ở hai tốc độ pha động khác nhau, cho các số liệu
sau:
Tốc độ (cm/s) Số đĩa lý thuyết
0,5 150 000
1 120 000
Xác định vận tốc tối ưu,chiều cao đĩa lý thuyết cực tiểu
và số đĩa lý thuyết ở vận tốc tối ưu đó, cho A=0.
3

Ta có: 1
1 1
1
2
2 1
2
L 3000TN :H = = =0,02cmn 150000
L 3000TN :H = = =0,025cmn 120000
Áp dụng phương
trình Vandemteer
BH=A+ +Cuu
BDoA=0, H= +Cuu
BHay0,02= +0,5C
0,5
B0,025= +C
1
2C=0,02s;B=0,005cm /s⇒ 2C=0,02s;B=0,005cm /s⇒
Vận tốc tối ưu: 0,005BU = = =0,5(cm/s)tu C 0,02
Chiều cao đĩa lý thuyết cực tiểu H =2 BC=2 0,005.0,02=0,02cm
min
Số đĩa lý thuyết ở vận tốc tối ưu là H 3000n= = =150000
L 0,02
4

Bài 4. Pic sắc ký của hợp chất X được phát hiện sau 15 phút sau
khi đưa mẫu vào (lúc đó của hợp chất Y không được giữ bởi vật
liệu của cột xuất hiện qua 1,32 phút). Pic của chất X có dạng
đường phân bố Gauss với bề rộng của đáy là 24,2s. Độ dài của
cột là 40,2cm.
1. Tính số đĩa lý thuyết trong cột.
2. Tính H của cột.
3. Tính T và σ của cột.3. Tính T và σ của cột.
4. Tính chỉ số lưu giữ của chất X.
5. Từ phương pháp chuẩn bị đã biết rằng thể tích của chất lỏng
được giữ trên bề mặt của chất mang của cột bằng 9,9ml. Thể
tích của pha động bằng 12,3ml. Hãy tính hệ số phân bố X.
6. Tiêu chuẩn phân chia X và Y là bao nhiêu nếu yếu tố phân
chia đối với X và Y bằng 1,011.
5

1. Số đĩa lý thuyết (n):
2 2
15.6016 16 22130
W 24,2
X
t
RXn
X
 
  
       
 
= = =
2. Tính H:
)(10.82,1
22130
2,40 3
cm
n
L
H
H
L
n −
===⇒=
2. Tính H:
)(10.82,1
22130
cm
n
H
H
n ===⇒=
3. Tính σσσσ và T:
)(27,0)10.82,1.(22130. 232
2
2
cmHn
H
n ===⇒= −
σ
σ
)(101,0
2,40
27,0.15. R
phut
L
t
T ===
σ
6

4. Chỉ số lưu giữ của chất X: 088,0
15
32,1
===
R
m
t
t
R
5. Hệ số phân bố X (kX):
9,12
9,9.088,0
)088,01(3,12
.
)1(
.
=
−
=
−
=⇒
+
= m
X
m
VR
RV
k
VkV
V
RTa có: 9,9.088,0..+ SSm VRVkV
6. Tiêu chuẩn phân chia (Rs):
4,0)
011,1
1
1(
4
22130
)
1
1(
4
=−=−=
α
n
RS
Ta có:
7

Bài 5.Một hỗn hợp chứa metyl xiclohexan,metyl
xiclohexen và toluen được tách bằng phương pháp sắc ký
lỏng – khí trên cột nhồi dài 42 cm. Sắc ký đồ cung cấp thời
gian lưu của chúng lần lượt là 10,1 ; 11,0 ; 13,5 và chiều
rộng pic lần lượt là 0,75 ; 0,80 ; 1,05 phút. Hãy tính:
Số đĩa lý thuyết đối với mỗi pic, giá trị trung bình,độ lệch
chuẩn của n và chiều cao đĩa lý thuyết của cột.
Độ phân giải giữa metyl xiclohexan và metyl xiclohexen,Độ phân giải giữa metyl xiclohexan và metyl xiclohexen,
giữa metyl xiclohexen và toluen. Cho biết khí được sử
dụng là không khí với tR(KK) = 1,2 phút (không khí được
xem là cấu tử không bị lưu giữ bởi cột).
Hãy tính chiều dài cột để độ phân giải giữa các cấu tử đạt
yêu cầu tối thiểu là 1,5.
8

Ký hiệu A : metyl xiclohexan
B: metyl xiclohexen
C: toluen.
a.Áp dụng phương trình Vandeemter
2 2
RA
A
A
2 2
RB
B
B
2 2
RC
t 10,1
n =16 =16. =2902
W 0,75
t 11,0
n =16 =16. =3025
W 0,80
t 13,5
n =16 =16. =2645
   
   
  
   
   
  
   
   
RC
C
C
tb
t 13,5
n =16 =16. =2645
W 1,05
n 2900
 
   
  
=
Chiều cao đĩa lý thuyết của cột
420
0,015
2900tb
L
H cm
n
= = =
Độ lệch chuẩn 2
2 2
2
. 2900.(0,015) 0,81( )n n H cm
H
σ
σ= ⇒ = = =
9

2. Độ phân giải giữa metyl xiclohexan và metyl
xiclohexen,giữa metyl xiclohexen và toluen
R
s,A-B
A B
R
s,B-C
B C
2∆t 2.(11,0-10,1)
R = = =1,16
W +W 0,75+0,80
2∆t 2.(13,5-11,0)
R = = =2,70
W +W 0,80+1,05
3.Chiều dài cột để độ phân giải giữa các cấu tử đạt yêu
cầu tối thiểu là 1,5.cầu tối thiểu là 1,5.
Vì Rs,A-B = 2,70>1,5 nên chỉ cần tính chiều dài để độ
phân giải giữa A-B đạt yêu cầu 1,5.
Gọi n1,n2 là số đĩa lý thuyết của cột cũ và cột mới,ta có:
,1 1
2
,2 2 2
1,16 2900
4800
1,50
s
s
R n
n
R n n
= ⇔ = ⇒ =
Chiều dài cột để độ phân giải tăng lên 1,5:
L2 = H.n2 = 0,015. 4800 = 73 cm. 10

Bài 6. Trong sắc ký khí, tốc độ di chuyển của pha động có
thể đo được trực tiếp, nếu đưa vào một lượng nào đó của
chất tan tương tự như metan, nó không được giữ bởi pha
tĩnh. Trong cột mao quản có chiều dài 50m; thời gian lưu
trữ của metan bằng 71,5s; thời gian giữ của n-heptadecan là
12,6 phút. Hãy cho biết:
Tốc độ di chuyển của pha động bằng bao nhiêu?
Tốc độ di chuyển của dải n-heptadecan bằng bao nhiêu?Tốc độ di chuyển của dải n-heptadecan bằng bao nhiêu?
11

a. Ta có L = 50 m = 5000 cm.
TR = 71,5 s
5000
69,93 /
71,5R
L
F cm s
t
= = =
Đối với n-heptadecan: tR= 12,6 phút = 756 s.
Vậy tốc độ di chuyển của dải là:
5000
6,61 /
756
F cm s= =
12

Bài 7. Trên sắc ký đồ người ta thu được 3 pic ở 0,84
phút và 10,60 phút và 11,08 phút tương ứng với các hợp
chất A,B và C. Hợp chất A không lưu giữ bởi pha tĩnh
lỏng. Các pic của các hợp chất B và C có dạng đường
Gauss có chiều rộng tương ứng 0,56 và 0,59 phút. Độ
cao sắc ký bằng 28,3cm. .
1. Tính số đĩa lý thuyết (n) của cột sắc ký và chiều cao
đĩa lý thuyết (H) của pic B,C.đĩa lý thuyết (H) của pic B,C.
2. Tính giá trị trung bình T và σ của cột.
3. Tính chỉ số lưu giữ của chất B,C.
4. Thể tích của chất lỏng được giữ trên bề mặt của chất
mang của cột bằng 12,3ml. Thể tích của pha động bằng
17,6ml. Hãy tính hệ số phân bố B,C.
13

2 2
B
10,60
16 16 5733
W 0,56
RB
B
t
n
   
= = =   
  
2 2
C
11,08
16 16 5643
W 0,59
RC
C
t
n
   
= = =   
  
Vậy số đĩa lý thuyết của cột tương đương 5688 đĩa lý thuyết.
328,3
4,975.10 ( )
L
H cm−
= = =
+ Chiều cao đĩa lý thuyết:
+ Số đĩa lý thuyết:
328,3
4,975.10 ( )
5688
L
H cm
n
−
= = =
+ Chiều cao đĩa lý thuyết:
2
2 -3 2
2
σ
n= σ= n.H = 5688.(4,975.10 ) =0,375(cm)
H
⇒
RB
B
σ.t 10,6.0,375
T = = =0,141(phut)
L 28,3
RC
C
σ.t 11,08.0,375
T = = =0,147(phut)
L 28,3 14

0,141+0,147
T= =0,144(phut)
2
3. Chỉ số lưu giữ của chất B,C:
0,84
0,079
10,6
m
B
RB
t
R
t
= = =
0,84
0,076
11,08
m
C
RC
t
R
t
= = =
4. Hệ số phân bố B,C:4. Hệ số phân bố B,C:
(1 ) 17,6(1 0,079)
16,68
. . 0,079.12,3
m m B
B B
m B S B S
V V R
R k
V k V R V
− −
= ⇒ = = =
+
(1 ) 17,6(1 0,076)
17,40
. . 0,076.12,3
m m C
C C
m C S C S
V V R
R k
V k V R V
− −
= ⇒ = = =
+
15

Bài 8. Một hệ thống sắc ký lỏng hoạt động với các thông số sau
đây:
Chiều dài của phần cột được nhồi pha tĩnh: 25,2 cm.
Tốc độ dòng: 0,312 ml/phút.
Thể tích pha động (Vm): 1,40 ml.
Thể tích pha tĩnh (Vs): 0,168 ml.
Sau khi cho qua cột một hỗn hợp chứa 4 cấu tử A,B,C và D thu
được một sắc ký đồ cung cấp các dữ kiện sau:
Cấu tử Thời gian lưu
giữ,phút
Chiều rộng chân
pic,phút
Không lưu giữ bởi cột 1,2
A 4,7 0,48
B 8,8 0,92
C 12,5 1,34
D 13,8 1,44
16

Hãy tính:
Số đĩa lý thuyết đối với mỗi pic,giá trị trung bình,độ lệch
Hệ số chứa và hệ số phân bố của từng cấu tử.Hệ số chứa và hệ số phân bố của từng cấu tử.
Độ phân giải RS, độ chọn lọc α đối với 2 cấu tử C,D.
Chiều dài cột nếu muốn đạt được độ phân giải 1,5 đối với
2 cấu tử C,D.
17

2 2
RA
A
A
2 2
RB
B
B
2 2
t 4,7
n =16 =16. =1534
W 0,48
t 8,8
n =16 =16. =1463
W 0,92
t 12,5
   
   
  
   
   
  
   RC
C
C
2 2
RD
D
D
tb
t 12,5
n =16 =16. =1392
W 1,34
t 13,8
n =16 =16. =1469
W 1,44
n 1465
   
   
  
   
   
  
=
18

25,2
0,017
1500tb
L
H cm
n
= = =
2
2 2
2
. 1500.(0,017) 0,66( )n n H cm
H
σ
σ= ⇒ = = =
2. Hệ số chứa và hệ số phân bố của từng cấu tử.
R m
A
t -t 4,7-1,2
k '= = =2,92
t 1,2
A
m
R m
B
m
R m
C
m
R m
D
m
t 1,2
t -t 8,8-1,2
k '= = =6,33
t 1,2
t -t 12,5-1,2
k '= = =9,42
t 1,2
t -t 13,8-1,2
k '= = =10,5
t 1,2
19

X S M X
X X
M S
M A
A
S
M B
B
S
K V V .k '
k' = ÞK =
V V
V .k ' 1,4.2,92
K = = =24,33
V 0,168
V .k ' 1,4.6,33
K = = =52,75
V 0,168
V .k ' 1,4.9,42
3. Độ phân giải RS, độ chọn
lọc α đối với 2 cấu tử C,D.
R
s,C-D
C D
D
2∆t 2.(13,8-12,5)
R = = =0,935
W +W 1,34+1,44
K 87
α= = =1,12
K 78
M C
C
S
M D
D
S
V .k ' 1,4.9,42
K = = =78,5
V 0,168
V .k ' 1,4.10,5
K = = =87,5
V 0,168
CK 78
20

4.Chiều dài cột để độ phân giải giữa các cấu tử đạt yêu
cầu tối thiểu là 1,5 đối với 2 cấu tử C,D;k’ và α không
thay đổi khi n và L tăng.
Gọi n1,n2 là số đĩa lý thuyết của cột cũ và cột mới,ta có:
0,94 1500R n,1 1
2
,2 2 2
0,94 1500
3800
1,50
s
s
R n
n
R n n
= ⇔ = ⇒ =
Chiều dài cột để độ phân giải tăng lên 1,5:
L2 = H.n2 = 0,017. 3800 = 65 (cm).
21

Bài 9. Một hỗn hợp chứa metyl xiclohexan, metyl
xiclohexen và toluen được tách bằng phương pháp sắc ký
lỏng – khí trên cột nhồi dài 42 cm. Sắc ký đồ cung cấp thời
gian lưu của chúng lần lượt là 10,1 ; 11,0 ; 13,5 và chiều
rộng pic lần lượt là 0,75 ; 0,80 ; 1,05 phút. Hãy tính:
a.Số đĩa lý thuyết đối với mỗi pic, giá trị trung bình, độ lệcha.Số đĩa lý thuyết đối với mỗi pic, giá trị trung bình, độ lệch
b. Độ phân giải giữa metyl xiclohexan và metyl
xiclohexen,giữa metyl xiclohexen và toluen. Cho biết khí
được sử dụng là không khí với tR(KK) = 1,2 phút (không khí
được xem là cấu tử không bị lưu giữ bởi cột).
22

a. A : metyl xiclohexan; B: metyl xiclohexen; C: toluen.
Sử dụng phương trình : 2
16( )
w
Rt
n =
tính được số đĩa lý thuyết
n = 2857ntb = 2857
420
0,015
2900tb
L
H cm
n
= = =
2
2 2
2
. 2857.(0,015) 0,81( )n n H cm
H
σ
σ= ⇒ = = =Độ lệch chuẩn
23

2. Độ phân giải giữa metyl xiclohexan và metyl
xiclohexen, giữa metyl xiclohexen và toluen
24

2.4. Bài tập định lượng sắc kí khí
Bài 1: Trong sắc kí khí tốc độ di chuyển của pha động có thể đo
được trực tiếp, nếu đưa vào một lượng nào đó của chất tan tương tự
như metan, nó không được giữ bởi pha tĩnh. Trong cột mao quản có
chiều dài 50m; thời gian lưu trữ của metan bằng 71,5s; còn thời gian
giữ của n-heptadecan là 12,6 phút. Hãy cho biết:
a. Tốc độ di chuyển của pha động bằng bao nhiêu?
b. Tốc độ di chuyển của dãi n- heptadecan bằng bao nhiêu?
Giải
a. Ta có: L = 50 m = 5000 cm. TR = 71,5s
R
L 5000
F= = =69,93cm/s
t 71,5
b. Đối với n-heptadecan : tR = 12,6 phút =
756 s.
Do đó tốc độ di chuyển của dải là:
R
L 5000
F= = =6,61cm/s
t 756

Bài 2: Một cột dài 360 cm dùng để tách propan và butan bằng
phương pháp sắc kí. Dùng thước người ta đo được khoảng cách từ
lúc bơm mẫu đến đỉnh của pic sắc kí lần lượt là 152,5 mm và 415,5
mm; bề rộng chân các pic lần lượt là 13,5 mm và 33,8 mm. Tính số
đĩa lí thuyết và chiều cao đĩa lí thuyết ứng với mỗi chất.
2
Rt
n=16
w
 
 
 
Giải
Sử dụng phương trình: tính được số đĩa lí thuyếtn=16
w
 
 
L
H=
n
Sử dụng phương trình:
n(propan) = 2042 n(butan) = 2416
Chiều cao đĩa lí thuyết ta được:
tính được số đĩa lí thuyết
H(propan) = 0,176 cm H (butan) = 0,149 cm

Bài 3: Một phép sắc kí khí sử dụng cột dài 36 m, chạy chất chuẩn
ở 3 thí nghiệm với tốc độ pha động khác nhau cho các pic có thời
gian lưu và độ rộng pic như sau:
Xác định vận tốc tối ưu, số đĩa lí thuyết cho cột vận hành ở vận tốc
tối ưu đó.
Thí
nghiệm
u
(cm/s
)
tR(s) w(s)
)
1 10 300 20
2 20 250 16
3 30 150 10
Giải
Theo phương trình Van – Deemter, muốn xác định được vận tốc tối
ưu, Hmin và số đĩa lí thuyết ta cần xác định các hệ số A, B, C. Muốn
vậy ta xác định số đĩa lí thuyết và chiều cao đĩa lí thuyết cho từng
thí nghiệm:

2
1 1 1
2
2 2 2
3 1
300 3600
TN: n =16 =3600 H = =1,00 (cm)
20 3600
250 3600
TN : n =16 =3906 H = =0,92(cm)
16 3906
150
TN : n =16
1
 
 
 
 
 
 
2
3
3600
=3600 H = =1,00 (cm)
0 3600
 
 
 
Thay các số liệu vào phương trình trên ta có hệ phương
trình sau: Btrình sau: B
1,00=A+ +10C(1)
10
B
0,92=A+ +20C(2)
20
B
1,00=A+ +30C(3)
30
Giải hệ gồm 3 phương trình (1), (2) và (3) ta được:
A = 0,36 (cm), B = 4,8 (cm2/s), C = 0,016 (s)

Vận tốc tối ưu, Hmin và số đĩa lí thuyết được tính là:
toiuu
min
B 4,8
u = = = 17,32 (cm/s)
C 0,016
H = A + 2 B.C=0,36+2. 4,8.0,016=0,914 (cm)
3600
n = 3939
0,914
L
H
= =

Bài 4: Một cột sắc kí mao quản dài 30cm, chạy một chất
chuẩn ở hai tốc độ pha động khác nhau, cho các số liệu sau:
Xác định vận tốc tối ưu, chiều cao đĩa lí thuyết cực tiểu và
số đĩa lý thuyết ở vận tốc tối ưu đó, cho A = 0.
Tốc độ
(cm/s)
Số đĩa lí
thuyết
0,5 1500000,5 150000
1 120000Giải
TN1 H1 = 3000/150000 = 0,02 cm.
TN2 H2 = 3000/120000 = 0,025 cm
Ta có phương trình: B
0,02= +0,5C
0,5
B
0,025= +C
1
Gải phương trình ta được:
C = 0,02 s. B = 0,005 cm2/s.
U tối ưu = (B/C)1/2 = 0,5 cm/s.
Hmin = 2. (B.C)1/2 = 0,02 cm.
Số đĩa lí thuyết ở vận tốc tối ưu
là:
N = 3000/0,02 = 150000.

TÀI LIỆU THAM
KHẢO
[1]. Nguyễn Đình Luyện, Ngô Văn Tứ (2011), Phương pháp
phân tích lý hóa, NXB Đại học Huế.
[2]. Phạm Luận (2014), Phương pháp phân tích sắc kí và
chiết tách, NXB Bách Khoa Hà Nội.
[3]. Hồ Viết Quý (2000), Phân tích lý hóa, NXB Giáo dục, Hà
Nội.Nội.
[4]. Hồ Viết Quý (2005), Cơ sở hóa học phân tích hiện đại,
tập II – Các phương pháp phâm tích lí hóa, NXB Đại học Sư
phạm.
[5]. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn
Xuân Trung (2007), Các phương pháp phân tích công cụ,
NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

Kỹ thuật ghép nối GC-MS này được phát triển rất nhanh và cho đến nay
đã trở nên rất phổ biến với nhiều ưu điểm đặc trưng đó là:
+Sử dụng các hợp chất đồng vị đánh dấu làm chất đồng hành để làm
tăng độ chính xác của phép phân tích.
+Xác định thành phần nguyên tố của hợp chất nếu sử dụng thiết bị có
I. Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS)
+Xác định thành phần nguyên tố của hợp chất nếu sử dụng thiết bị có
độ phân giải cao
+ Có thể phân tách được các peak sắc ký có thời gian lưu trùng
nhau trên cơ sở sự khác nhau về phổ khối của chúng…
=> GC-MS là phương pháp có độ nhạy cao và độ chính xác cao nên
được sử dụng trong nghiên cứu: môi trường, dược liệu, thực phẩm…

Sắc ký khí (GC): Phân tách hỗn hợp hóa chất thành một mạch theo
từng chất tinh khiết
Khối phổ (MS):Xác định định tính và định lượng.
1. Cấu tạo:
Sơ đồ các bộ phận cơ bản của hệ thống GC-MS

-Dung môi chứa hỗn hợp các chất phân tích sẽ được tiêm
vào hệ thống tại cửa tiêm mẫu.
Mẫu được hóa hơi, sau đó mẫu được dẫn qua hệ thống bởi khí
trơ( thường là khí He).
2. Nguyên lý hoạt động của GC-MS
+Phần vỏ ngoài của hệ thống GC chính là một lò nung đặc biệt,
nhiệt độ của lò này dao động từ 400C đến 3200C.
+ Trên trong hệ thống GC có cột sắc ký dài ( thường là 30m) được
tráng bằng 1 loại polymer đặc biệt bên trong.
+ Các chất trong hỗn hợp được phân tách bằng cách chạy dọc theo
cột này với thời gian tách ra khỏi cột là khác nhau( thời gian lưu)

Sau khi qua cột, các chất tiếp tục đi vào máy khối phổ để xử lý,
chuyển tín hiệu đến máy tính và xuất ra kết quả => phổ khối.
So sánh kết quả phổ khối thu được trong thí nghiệm với thư viện
phổ của các chất đã được xác định trước.
+Nếu tìm thấy được các chất tương ứng trong thư viện thì có thể+Nếu tìm thấy được các chất tương ứng trong thư viện thì có thể
định danh được chất đó
+ Nếu phép so sánh không tìm được kết quả tương ứng thì có thêm
được dữ kiện mới và đóng góp vào thư viện cấu trúc sau khi tiến
hành thêm các biện pháp để xác định chính xác các loại hợp chất
mới này.

3. Điều kiện tiến hành sắc kí khí kết hợp với khối phổ GC-MS
+ Các mẫu chất trong phân tích MS phải nằm ở dạng hơi do đó hỗn
hợp khí mang và mẫu chất từ GC có thể đưa vào buồng ion hóa của
MS nhưng phải giảm tốc độ khí mang từ cột đi ra khoảng < 2ml/min.
+ Do thế ion hóa của He là 24,58 eV, nên để tăng độ nhạy của máy
thông qua việc tăng thế ion hóa của buồng ion hóa lên 70eV, người ta
phải tách He ra khỏi dòng khí trước khi vào buồng ion hóa.

+ Cấu tạo của GC-MS gồm 2 phần là thiết bị GC và MS được ghép với
nhau thông qua bộ kết nối (interface). Nhằm mục đích loại bớt He, N2
để giảm áp suất dòng khí mang và phân tử mẫu chất đi vào buồng ion
hóa, phần GC dùng cột mao quản và phần MS sử dụng buồng ion hóa
4. Định lượng
GC-MS có thể định lượng một chất bằng cách so sánh với mẫu
chuẩn, là chất biết trước và đã được định lượng chuẩn bằng GC-MS.
EI hay CI với bộ tách tứ cực và detector khối phổ.

Sắc đồ của sắc ký khí

Sắc ký đồ SCAN của thuốc bảo vệ thực vật đo bằng GC-MS

Hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ

Máy sắc ký khí ghép khối phổ

Màn hình phần mềm cài đặt và hiển thị chương trình GC-MS

1. Trong dược học: phân tích thành phần của dược phẩm
2. Y học lâm sàng
+ Thường được dùng để xác định protein. Phương pháp này cho phép
ta quan sát và nhận dạng sự hiện diện tất cả các protein ở các trạng
thái tế bào
- Xác định thành phần và hoạt tính sinh học.
II.Ứng dụng của GC-MS
thái tế bào
Khối phổ là phương pháp mang lại năng suất và độ chính xác cao
trong quá trình nhận biết những protein đã phân tách bằng điện di 2
chiều.
Protein được phân tách trên gel polyacrylamide sau đó được đưa vào
máy khối phổ để phân tích.Các máy móc ngày nay có thể tự thực hiện
các bước phân tích và cho phép chúng ta quan sát được những protein
có mực độ lớn.

3.Ứng dụng khác
• Phân tích và xác định thành phần các hợp chất thiên nhiên khác.
• Phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực vật động thực vật.
• Phân tích dư lượng kháng sinh trong sản phẩm thịt, thủy sản.
• xác định chất lượng dầu thực vật
• Xác định hàm lượng tinh dầu.
• phân tích xăng dầu và dung môi.

Bài 1: Trong sắc kí khí tốc độ di chuyển của pha động có thể đo
được trực tiếp, nếu đưa vào một lượng nào đó của chất tan tương
tự như metan, nó không được giữ bởi pha tĩnh. Trong cột mao
quản có chiều dài 50m; thời gian lưu trữ của metan bằng 71,5s;
còn thời gian giữ của n-heptadecan là 12,6 phút. Hãy cho biết:
III. BÀI TẬP
a. Tốc độ di chuyển của pha động bằng bao nhiêu?
b. Tốc độ di chuyển của dãi n- heptadecan bằng bao nhiêu?
Giải

a. Ta có: L = 50 m = 5000 cm. TR = 71,5s
R
L 5000
F= = =69,93 cm/s
t 71,5
b. Đối với n-heptadecan :b. Đối với n-heptadecan :
tR = 12,6 phút = 756 s.
Do đó tốc độ di chuyển của dải là:
R
L 5000
F= = = 6,61 cm/s
t 756

Bài 2: Một cột dài 360 cm dùng để tách propan và butan bằng
phương pháp sắc kí. Dùng thước người ta đo được khoảng cách từ
lúc bơm mẫu đến đỉnh của pic sắc kí lần lượt là 152,5 mm và
415,5 mm; bề rộng chân các pic lần lượt là 13,5 mm và 33,8 mm.
Tính số đĩa lí thuyết và chiều cao đĩa lí thuyết ứng với mỗi chất.
Giải

Sử dụng phương trình:
2
Rt
n = 16
w
 
 
 
-Tính được số đĩa lý thuyết:
+ n(propan) = 2042
+ n(butan) = 2416+ n(butan) = 2416
-Chiều cao đĩa lí thuyết ta được:
+ H(propan) = 0,176 cm
+ H (butan) = 0,149 cm

Bài 3: Một phép sắc kí khí sử dụng cột dài 36 m, chạy chất chuẩn ở
3 thí nghiệm với tốc độ pha động khác nhau cho các pic có thời
gian lưu và độ rộng pic như sau:
Thí nghiệm u (cm/s) tR(s) w(s)
1 10 300 20
2 20 250 16
3 30 150 10
Xác định vận tốc tối ưu, số đĩa lí thuyết cho cột vận hành ở vận tốc
tối ưu đó.
Giải

Theo phương trình Van – Deemter, muốn xác định được vận tốc tối ưu,
Hmin và số đĩa lí thuyết ta cần xác định các hệ số A, B, C. Muốn vậy ta
xác định số đĩa lí thuyết và chiều cao đĩa lí thuyết cho từng thí nghiệm:
Ta có: L = 36 m = 3600 cm.
2
1 1 1
2
300 3600
TN : n = 16 =3600 H = =1,00 (cm)
20 3600
 
 
 
2
2 2 2
3 1
250 3600
TN : n = 16 =3906 H = =0,92 (cm)
16 3906
150
TN : n = 16
1
 
 
 
2
3
3600
=3600 H = =1,00 (cm)
0 3600
 
 
 
Thay các số liệu vào phương trình trên ta có hệ phương trình sau:

B
1,00 = A + + 10C (1)
10
B
0,92 = A + + 20C (2)
20
B
1,00 = A + + 30C (3)
30
Giải hệ gồm 3 phương trình (1), (2) và (3) ta được:
A = 0,36 (cm), B = 4,8 (cm2/s), C = 0,016 (s)
Vận tốc tối ưu, H và số đĩa lí thuyết được tính là:Vận tốc tối ưu, Hmin và số đĩa lí thuyết được tính là:
toiuu
min
B 4,8
u = = = 17,32 (cm/s)
C 0,016
H = A + 2 B.C=0,36+2. 4,8.0,016=0,914 (cm)
3600
n = 3939
0,914
L
H
= =

Cb ccpt pp xdhchc bt sk cdact

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Cb ccpt pp xdhchc bt sk cdact

Similar to Cb ccpt pp xdhchc bt sk cdact (20)

More from Nguyen Thanh Tu Collection

More from Nguyen Thanh Tu Collection (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (12)

Cb ccpt pp xdhchc bt sk cdact