Đang tải... (xem toàn văn)
Tiểu luận môn PHÂN TÍCH SẮC KÝ. Chủ đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion Tiểu luận môn PHÂN TÍCH SẮC KÝ. Chủ đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion Tiểu luận môn PHÂN TÍCH SẮC KÝ. Chủ đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion Tiểu luận môn PHÂN TÍCH SẮC KÝ. Chủ đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion Tiểu luận môn PHÂN TÍCH SẮC KÝ. Chủ đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Tiểu luận môn PHÂN TÍCH SẮC KÝ Chủ đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion GVGD: TS. Trần Nguyễn An Sa Lớp: DHPT6 Nhóm thực hiện: Phạm Băng Thủy 10244211 Trần Nguyên Thái 10048021 Nguyễn Văn Trí 10075391 1 Nội dung ểu luận Nội dung ểu luận 1.Định nghĩa sắc ký trao đổi ion 2.Nhựa trao đổi ion 3.Nguyên tắc sắc ký trao đổi ion 4.Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trao đổi ion 5.Kỹ thuật tách sắc ký trao đổi ion 6.Các ứng dụng sắc ký trao đổi ion 6.1.Ứng dụng tách các ion Ví dụ ứng dụng trong xử lý làm mềm nước 6.2.Ứng dụng chế tạo màng trao đổi ion. Ví dụ công nghệ sản xuất muối ăn bằng phương pháp điện thẩm 6.3. Ứng dụng tách protein 2 SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION Là một quá trình cho phép phân tách các ion hay các phân tử phân cực dựa trên tính chất của chúng, do các ion được phân tách trong dung dịch có ái lực khác nhau với các trung tâm trao đổi ion trên chất rắn là pha cố định. Các chất đó gọi là các chất trao đổi ion mà thông thường nhất là các nhựa trao đổi ion. Dựa vào pha tĩnh là chất lỏng thì sắc ký trao đổi ion là một phần của sắc ký lỏng. Nhưng dựa vào bản chất thì không phải là một phần của sắc ký lỏng 3 Hình ảnh minh họa sắc ký trao đổi ion 4 Nhựa trao đổi ion Nhựa trao đổi ion Nhựa trao đổi ion được cấu tạo từ polymer (nền, đóng vai trò chất mang) gắn với nhóm chất trao đổi ion. Tùy thuộc dấu các nhóm chức mà có các ionit khác nhau: Cationit là những ionit có khả năng trao đổi cation như Na + ,Ca 2+ Anionit là những ionit có khả năng trao đổi anion như Cl - ,SO 4 - 5 ĐẶC TÍNH NHỰA TRAO ĐỔI ION ĐẶC TÍNH NHỰA TRAO ĐỔI ION 6 DUNG LƯỢNG TRAO ĐỔI ION DUNG LƯỢNG TRAO ĐỔI ION 7 TÍNH TRƯƠNG CỦA NHỰA TÍNH TRƯƠNG CỦA NHỰA 8 TÍNH CHỌN LỌC TÍNH CHỌN LỌC Tính chọn lọc của nhựa trao đổi ion biểu hiện ở ái lực của nhựa với các ion nhựa có thể trao đổi với ion này dễ hơn ion kia. 9 Đặc %nh của một số loại nhựa trao đổi ion Đặc %nh của một số loại nhựa trao đổi ion Loại nhựa Nhóm chức Đặc tính Loại nhựa trao đổi cation axit mạnh -SO 3 - Có khả năng trao đổi cation trong khoảng pH rộng. Phục hồi dạng H+ bằng axit mạnh nồng độ cao Loại nhựa trao đổi cation axit yếu -COO - Phản ứng trao đổi cation không xảy ra trong môi trường axit. Dễ phục hồi lượng H+ bằng lượng axit tương đương. Nhựa trao đổi anion bazo mạnh -H 2 C-NH + -CH 3 Có khả năng trao đổi anion trong khoảng pH rộng. Phục hồi dạng OH-bằng xút nồng độ cao Nhựa trao đổi anion bazo yếu -H 2 C-NH 3 + Phản ứng trao đổi anion không xảy ra trong môi trường kiềm. Có thể dùng dung dịch bazo yếu như Na2CO3, NH3 để rửa giải các ion âm đã hấp phụ. Nhựa trao đổi ion chelate -H 2 C-N(CH 2 COOH) 2 -H 2 C-NH(C 2 H 4 NH) n H Độ chọn lọc các ion kim loại cao hơn nhiều so với nhựa trao đổi cation thường.được dùng để phân tách ion kim loại kiềm thổ và kim loại chuyển tiếp 10 CH 3 [...]... 13 Các yếu tố ảnh hưởng đến sắc ký trao đổi ion Sự phân bố điện tích trên bề mặt Các chất được thêm như dung môi hữu cơ Bản chất các ion trong dung dịch PH của pha động Đặc tính của chất trao đổi ion 14 Kỹ thuật tách sắc ký trao đổi ion Để tách triệt để các ion thường dùng phương pháp rửa giải 15 Kỹ thuật tách sắc ký trao đổi ion Trong phòng thí nghiệm: Cột sắc ký trao đổi ion thường là các cột thủy... được cation) và sau đó qua cột có nhựa chứa ion OH- (loại bỏ các anion) H+ và OH- sau đó sẽ kết hợp với nhau tạo thành nước (H 2O) 19 Ứng dụng trong xử lý làm mềm nước Hình ảnh minh họa quá trình làm mềm nước 20 Ứng dụng chế tạo màng trao đổi ion Ứng dụng quan trọng khác là việc chế tạo màng mỏng có tính chất trao đổi ion vừa là một màng bán thấm Màng trao đổi ion có tính chọn lọc: Màng cationit chỉ... nhóm tích điện trái dấu trên chất trao đổi giữa các ion của chất cần tách với các ion khác Tương tác giữa các phân tử nhỏ và các chất trao đổi phụ thuộc vào điện tích thực và lực ion của môi trường Khi nồng độ ion cạnh tranh thấp, các ion cần tách sẽ liên kết với chất trao đổi, khi nồng độ ion cạnh tranh cao, các ion cần tách sẽ rời ra 12 Bản chất Dựa trên hiện tượng trao đổi thuận nghịch giữa các ion. .. cationit dạng R-H ứng dụng trong công nghiệp chế biến các nguyên tố đất hiếm Tách các đồng vị như tách 14N và 15N trên nhựa cationit dạng sunfonic dưới dạng cation NH4 + Làm sạch các ion vô cơ trong nước thiên nhiên hay trong dung dịch muối để thu được nước tinh khiết Xử lý làm mềm nước cứng 18 Ứng dụng trong xử lý làm mềm nước cứng Sử dụng một loại nhựa có chứa ion Na + liên kết với một cation (ion. ..Cơ chế trao đổi ion Giai đoạn đầu: cân bằng Các nhóm trao đổi được kết hợp tại thời điểm này với trung tâm trao đổi ion( thường là anion hay cation đơn giản) Giai đoạn thứ hai:các phân tử chất tan mang điện tích tương thích thay trung tâm trao đổi ion và liên kết thuận nghịch.Chất chưa liên kết có thể được rửa ra Giai đoạn thứ ba, các chất được loại bỏ từ cột bằng cách thay đổi để rửa giải... tinh hay bi thủy tinh để ngăn không cho các hạt lọt vào làm tắt khóa Trong cột thường nhồi các ionit ở dạng xác định Các cationit thường là R-H hay R-Na, các anionit thường chuẩn bị ở dạng R-OH hay R-Cl 16 Các ứng dụng của sắc ký trao đổi ion 17 Ứng dụng để tách các ion Phương pháp đơn giản nhất để tách các ion là hấp thụ các cấu tử của hỗn hợp bằng axit sau đó tiến hành rửa giải các cấu tử bằng các... cation Màng anionit chỉ để thấm anion Các màng trao đổi ion có chiều dày từ 0.1mm và 0.2mm và có lỗ phút (với đường kính từ 1 đến 2 phần triệu + 2+ của một milimet) Những màng này có đặc tính hữu dụng cho phép sự di chuyển của các ion như Na , Cl , Ca và Mg 2 + Màng trao đổi ion được rộng rãi được sử dụng trong sản xuất dược phẩm và thực phẩm 21 Công nghệ sản xuất muối ăn bằng phương pháp điện thẩm Nguyên. .. điện ion tích cực như các ion natri, magiê, canxi và điện ion tiêu cực như các ion clorua Ưu điểm: làm giàu hàm lượng muối trong nước biển, giá thành sản xuất thấp 22 Quy trình sản xuất muối nhờ phương pháp điện thẩm Bể muối có các màng trao đổi anion và cation lắp xen kẽ Khi áp điện thế lên vào bể, natri tích cực, magiê và các ion canxi di chuyển đến các điện cực âm; ngược lại, các ion âm, như các ion. .. điện cực dương Chuyển ion dương như các ion natri bị ngăn chặn bởi các màng trao đổi cation và ion âm như ion clorua được đẩy lùi bởi các màng trao đổi anion Kết quả được nước muối mặn cao (C%=15% đến 20%) và nước muối mặn thấp (với C%=2%) đang bị mắc kẹt giữa các cặp xen kẽ của màng Muối được chuyển giao cho một hệ thống bốc hơi,nước muối mặn thấp được trả về với biển 23 Ứng dụng tách protein Các... các ion trong dung dịch phân tích, khi cho dung dịch này đi qua cột được nặp đầy pha tĩnh Bản chất của các quá trình phân tách là do ái lực khác nhau của các ion trong dung dịch đối với các trung tâm trao đổi ion ( nhóm chứa ion) của ionit Dựa trên một phản ứng hóa học stoichiometric giữa các ion trong một mạng lưới và một chất rắn thông thường mang theo các nhóm chức năng mà có thể sửa chữa các ion . đề 7A: Tìm hiểu nguyên tắc, ứng dụng sắc ký trao đổi ion GVGD: TS. Trần Nguyễn An Sa Lớp: DHPT6 Nhóm thực hiện: Phạm Băng Thủy 10 244 211 Trần Nguyên Thái 10 0480 21 Nguyễn Văn Trí 10 0753 91 1 Nội. thường là R-H hay R-Na, các anionit thường chu n bị ở dạng R-OH hay R-Cl 16 Các ứng dụng của sắc ký trao đổi ion Các ứng dụng của sắc ký trao đổi ion 17 Ứng dụng để tách các ion Ứng dụng để tách. theo các điều kiện thí nghiệm trước đó và tái cân bằng điều kiện để bắt đầu thanh lọc tiếp theo. 11 Nguyên tắc Nguyên tắc Là hiện tượng hấp thụ dựa trên tương tác tĩnh điện ion-ion. Cơ sở của