ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN MẠNH CƢỜNG
ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP
SẮC KÝ CỘT VÀ SẮC KÝ LỚP MỎNG
VÀO GIẢNG DẠY HOÁ HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Hoá phân tích
Mã số: 60 44 29

1.3. Cơ sở lý thuyết về sắc ký 7
1.3.1. Các khái niệm cơ bản 7
1.3.2. Thuyết đĩa 11
1.3.3. Thuyết tốc độ 14
1.4. Sắc ký lớp mỏng (thin layer chromatography) 16
1.4.1. Các chất hấp thụ dùng trong sắc ký lớp mỏng 17
1.4.2. Dung môi khai triển và thuốc thử hiện màu 18
1.5. Sắc ký giấy (paper chromatography) 18
1.5.1. Kỹ thuật tiến hành sắc ký giấy 19
1.5.2. Giấy sắc ký 19
1.5.3. Dung môi trong sắc ký giấy 20
1.5.4. Ứng dụng của sắc ký giấy 21
1.6. Sắc ký hấp phụ lỏng (trên cột) 21
1.6.1. Nguyên tắc 21
1.6.2. Ứng dụng của sắc ký hấp phụ lỏng 24
1.7. Khái quát về chất diệp lục (chlorophyl) và carotenoit 24
1.7.1. Chất diệp lục (diệp lục tố, chlorophyl) 24
1.7.2. Carotenoit 26
1.7.3. Các phương pháp sắc ký đã được dùng để tách các diệp lục
và carotenoit. 28
1.8. Khái quát về ion Co
2+
, Cu
2+
, Fe
3+
, Ni
2+
và muối của chúng 29
1.8.1. Sơ lược về muối sắt(III) và ion Fe

2.3. Chiết dịch từ lá xanh 36
2.4. Tiến hành sắc ký cột 37
2.5. Tiến hành sắc ký lớp mỏng (thin layer chromatography) 38
2.6. Tiến hành sắc ký giấy (paper chromatography) 39
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40
3.1. Sắc ký cột 40
3.1.1. Tách chất màu trong lá xanh 40
a) Pha tĩnh là silicagel, pha động là hệ dung môi ete dầu
hoả - axton. 40
b) Pha tĩnh là silicagel, pha động là hệ dung môi
toluen - axeton. 41
c) Pha tĩnh là bột canxi cacbonat, pha động là hệ dung môi
ete dầu hoả - axeton 42
d) Pha tĩnh là bột canxi cacbonat, pha động là hệ dung môi
toluen - axeton. 43
e) Pha tĩnh là glucozơ, pha động là hệ dung môi
ete dầu hoả - axeton. 45
f) Pha tĩnh là glucozơ, pha động là hệ dung môi
toluen - cồn etylic nguyên chất. 46
3.1.2. Tách các ion Fe
3+
, Cu
2+
, Co
2+
46
a) Pha tĩnh là silicagel, pha động là hệ dung môi
NH
4
NO


Trang
3.2.1. Tách chất màu trong lá xanh 50
a) Bản mỏng của hãng Merck, hệ dung môi
ete dầu hoả - axeton 50
b) Bản mỏng sắc ký tự chế tạo từ tinh bột sắn dây, hệ dung
môi ete dầu hoả - axeton 52
3.2.2. Tách các ion kim loại Fe
3+
, Cu
2+
, Co
2+
, Ni
2+
54
a) Bản mỏng của hãng Merck, hệ dung môi
NH
3
4M – NH
4
NO
3
4M 54
b) Bản mỏng chế tạo từ tinh bột sắn dây, hệ dung môi
axeton - HCl đặc 56
3.2.3. Kết luận 58
3.3. Sắc ký giấy 59
3.3.1. Tách chất màu trong lá xanh 59
a) Giấy sắc ký loại 3S, hệ dung môi ete dầu hoả - axeton 59

Sắc ký được ra đời từ năm 1903 bởi nhà thực vật học người Nga Mikhail
Tsvet (Mikhail Semyonovich Tsvet), đến nay sắc ký đã phát triển mạnh mẽ trở
thành môn học quan trọng của hoá phân tích hiện đại và được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực.
Nhờ có khả năng tách riêng rẽ các chất cho kết quả phân tích định tính
hoặc định lượng đều rõ ràng. Sắc ký tham gia vào phân tích các mẫu phức tạp
trong các lĩnh vực từ sản xuất nông nghiệp, công nghiệp đến các hoạt động phục
vụ đời sống như chữa bệnh, điều tra hình sự. Ngoài ra sắc ký còn là công cụ
phục vụ đắc lực cho nghiên cứu khoa học.
Thí dụ trong sản xuất nông nghiệp, sắc ký góp phần tách và định lượng
các chất dinh dưỡng trong sản phẩm, phân tích các độc tố, như các hóa chất bảo
vệ thực vật, các kim loại nặng trong thực phẩm, nước uống…
Trong chữa bệnh, sắc ký góp phần xét nghiệm mẫu bệnh phẩm, thí dụ
phân tích thuốc kháng sinh, phân tích các dược phẩm, dược liệu…
Sắc ký cũng phục vụ đắc lực trong quan trắc môi trường, đánh giá tác
động của môi trường tới đời sống con người. Thí dụ tách và định lượng hàm
lượng các chất độc hại trong không khí.
Vậy dạy cho học sinh THPT kiến thức về sắc ký là rất cần thiết, tuy nhiên
chương trình môn Hoá Học ở bậc học phổ thông của nước ta hiện nay chưa có
phần nào nói về sắc ký. Có lẽ khó khăn là các thí nghiệm thực hành về sắc ký
thường khó làm, cần nhiều máy móc hỗ trợ hiện đại đắt tiền, thời gian làm thí
nghiệm lâu có trường hợp diễn ra trong thời gian dài, nhiều hoá chất khó kiếm
đắt tiền không phù hợp với trường THPT.
Với mong muốn có thể đưa nội dung sắc ký vào chương trình Hoá Học
phổ thông ở nước ta Phó giáo sư - Tiến sĩ, Nhà giáo ưu tú Đào Hữu Vinh, đã
trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện luận văn “Áp dụng phƣơng pháp sắc ký cột
và sắc ký lớp mỏng vào giảng dạy hoá học phổ thông”.
2/ Mục đích nghiên cứu
Khảo sát để lựa chọn ra những thí nghiệm sắc ký có thể áp dụng dạy cho
học sinh phổ thông. Nghĩa là thiết bị, hoá chất, đơn giản, ít hoặc không độc hại,

thí nghiệm phù hợp với mục đích đã nêu.
mới của sắc ký phân bố: sắc ký giấy. Do có công đóng góp các tác giả đã nhận
giải Nobel năm 1952. Vào năm 1941 – 1942, Martin đã làm một bước ngoặt lớn
trong sắc ký do dùng sắc ký giấy tách thành công các ancaloit chiết được từ các
cây thuốc. Năm 1952, Martin công bố công trình đầu tiên về sắc ký khí dựa trên
sự phân bố của chất giữa pha tĩnh là chất lỏng và pha động là chất khí. Vào
những năm 1970, sắc ký khí phát triển, cùng với nó, sắc ký lỏng cũng nâng cao
hiệu quả của phương pháp, các vật liệu làm pha tĩnh không ngừng được cải tiến,
từ đó hiệu lực của các phương pháp sắc ký đạt được những thành tựu đáng kể
như tách được các hỗn hợp các chất cực kỳ giống nhau (thí dụ các nguyên tố đất
hiếm), các ancaloit, các hiđrocacbon trong các mẫu dầu…Ngày nay trong sắc ký
lỏng chất nhồi được cải tiến, kích thước hạt giảm xuống tới 1,5 – 1,7

m, có khả
năng chịu áp suất và nhiệt độ tốt, hình thành các phương pháp cực kỳ hiệu quả
(Ultra Performance Liquid Chromatography – UPLC) có thể tách nhanh các hợp
chất khó trong thời gian vài chục giây. Ngoài ra phương pháp siêu tới hạn 7 (Supercritical fluid chromatography – SFC) cũng được phát triển để phù hợp với
các chất có khối lượng phân tử lớn. Vào cuối thể kỷ trước, một phương pháp
tách mới được đời là các phương pháp điện di, đặc biệt là điện di mao quản.
Phương pháp có hiệu lực tách rất cao, nhanh, có thể tách được nhiều các đối
tượng vô cơ và hữu cơ. Năm 1994, những máy điện di mao quản đầu tiên được
bán trên thị trường, được sử dụng rất có hiệu quả để phân tích các dược phẩm,
các mẫu sinh học, đặc biệt là các mẫu cực kỳ khó như protein, enzim…
Sự phát triển phong phú của sắc ký đã làm cho danh từ “sắc ký” không
còn đúng theo ý nghĩa ban đầu của nó. Tuy nhiên tất cả các phương pháp sắc ký

8 Phương pháp phân loại này dựa trên cơ chế của quá trình hấp thụ - giải hấp thụ,
nghĩa là theo tương tác của chất được sắc ký với pha động. Có bốn cơ chế sắc ký
chính sau đây.
A. Sắc ký hấp phụ.
Sự tách do ái lực khác nhau của các chất đối với chất hấp phụ rắn (pha tĩnh). Đối
với các chất hấp phụ phân cực, ái lực đó chủ yếu do tương tác của các cực. Do
đó các nhóm phân cực trong phân tử ảnh hưởng tới kết quả tách mạnh hơn các
mạch hiđrocacbon không phân cực.
B. Sắc ký phân bố.
Trong phương pháp này người ta lợi dụng sự phân bố khác nhau của các chất
giữa pha tĩnh lỏng (được giữ bởi chất mang rắn) và pha động. Trong sắc ký lỏng
pha tĩnh thường phân cực hơn pha động, tuy nhiên cũng có trường hợp ngược
lại. Về nguyên tắc có thể có rất nhiều tổ hợp hai pha lỏng. Tuy nhiên trong thực
tế số đó bị hạn chế rất lớn. Như chúng ta đã biết qui tắc về độ tan “các chất
giống nhau hoà tan vào nhau”, do đó độ phân cực của các chất được sắc ký cũng
như của các pha tĩnh và pha động có ảnh hưởng tới quá trình tách.
C. Sắc ký trao đổi ion.
Sự tách xảy ra do ái lực khác nhau của các ion trong dung dịch đối với các trung
tâm trao đổi ion (nhóm chứa ion) trên chất rắn là pha tĩnh. Chất rắn quan trọng
nhất trong trường hợp này là các nhựa trao đổi ion. Sắc ký trao đổi ion chủ yếu
dùng trong dung môi là nước hoặc hỗn hợp nước - dung môi hữu cơ trong môi
trường có độ điện môi tương đối lớn để các ion có thể tồn tại tự do và bền.
D. Sắc ký rây phân tử.
Trong phương pháp này người ta sử dụng các vật liệu rắn có độ xốp lớn. Có các
lỗ với kích thước nhất định để rây chọn lọc các cấu tử tuỳ theo kích thước và
hình dạng phân tử. Các zeolit tổng hợp có giá trị rất lớn trong sắc ký rây các chất
khí. Có thể dùng các hợp chất vô cơ, hữu cơ, polime tổng hợp để tách các chất

kiện quan trọng là chất E bị hấp thụ mạnh hơn A, B. Do đó E đẩy các cấu tử A,
B chuyển động xuống phía dưới. Vì B bị giữ mạnh hơn A cho nên B lại đẩy A
về phía trước. Kết quả ta được các vùng A nguyên chất, B nguyên chất và pha
động chứa E nguyên chất

Hình 1.1. Phương pháp đẩy

Như vậy, khác với phương pháp tiền lưu, nhờ phương pháp đẩy ta có thể
thu được các phân đoạn chứa từng cấu tử nguyên chất.
C. Phương pháp rửa giải.
Trước hết đưa các mẫu nhỏ gồm hỗn hợp các cấu tử A, B vào lớp đầu tiên của
pha tĩnh. Giả sử B bị hấp thụ mạnh hơn A. Sau đó cho pha động chứa cấu tử E
đi qua cột. Điều kiện quan trọng là cấu tử E bị hấp thụ yếu hơn cả. Lúc đó pha
động sẽ rửa A, B với tốc độ khác nhau tuỳ theo mức độ các cấu tử đó bị pha tĩnh
giữ. Vì A bị hấp thụ yếu hơn nên nó dịch chuyển nhanh hơn cùng với pha động. 10 Đó là kết quả của sự chuyển dịch cân bằng hấp thụ-giải hấp thụ giữa các cấu tử
A, B, E. Nếu tốc độ chuyển dịch của A, B đủ khác nhau, thì các vùng A, B
chồng chập nhau lúc đầu dần dần được tách ra và cuối cùng tạo thành hai vùng
riêng biệt và được ngăn cách bởi dung môi nguyên chất (chứa E). Vùng A
chuyển dịch trước vùng B

Hình 1.2. Phương pháp rửa giải

Nếu đường đẳng nhiệt hấp thụ là tuyến tính, thì đường cong biểu diễn sự
biến thiên nồng độ các cấu tử có dạng hình chuông (phân bố Gauss). Nhược