TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM
BỘ MÔN:
PHÂN TÍCH THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN
Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN ĐỨC VƯỢNG
Lớp: ĐHTP 4 TLT
Tp. HCM, tháng 11 năm 2011
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
GVHD: NGUYỄN ĐỨC VƯỢNG
BỘ MÔN: PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
―  ―
TIỂU LUẬN:

DANH SÁCH NHÓM
STT
THÀNH VIÊN MSSV NHIỆM VỤ
1
Nguyễn Lê Thảo Hoàng
10320561 Tìm kiêm nội dung
2
Cáp Thị Thanh Huyền
10378431 Tìm kiêm nội dung
3
Phạm Thị Lang
10347691 Tìm kiêm nội dung
4
Mai Thị Cẩm Nhung
10369471 Tìm kiêm nội dung
5

SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION” đã giúp chúng em hiểu sâu hơn về phương pháp Sắc ký trao
đổi ion trong Phân tích định lượng của ngành Hóa học cũng như trong ngành công nghệ
thực phẩm, về phương pháp phân tích thực phẩm bằng sắc ký trao đổi ion; đồng thời giúp
nâng cao các kỹ năng cần thiết khi làm bài tiểu luận. Để có được những điều đó là nhờ sự
giúp đỡ của mọi người.
Chúng em xin chân thành cám ơn:
Trường ĐH Công Nghiệp HCM đã tạo điều kiện cho chúng em đã tốt nghiệp được
tiếp tục học liên thông lên Đại học tại đây.
Viện CN Sinh Học Và Thực Phẩm đã cung cấp các tài liệu học tập môn “Phân tích
thực phẩm” đến chúng em để dùng làm cơ sở thực hiện bài tiểu luận này.
Thầy: Nguyễn Đức Vượng đã tận tình hướng dẫn cho cả lớp nói chung và nhóm
chúng em nói riêng để có thể hoàn thành trọn vẹn bài tiểu luận này.
Gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ.
Tp. HCM, tháng 11 năm 2011
Nhóm: Sắc ký trao đổi ion
3
MỤC LỤC .
LỜI CẢM ƠN...................................................................................................2
MỤC LỤC.........................................................................................................3
PHẦN A. MỞ ĐẦU..........................................................................................6
1. ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................6
2. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU.....................................................................................6
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.............................................................................6
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................................................................7
5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU..................................................................................7
6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU..................................................................................7
PHẦN B. NỘI DUNG.......................................................................................8
Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ SẮC KÝ...............................................................8
1.1. TỔNG QUAN VỀ SẮC KÝ.............................................................................8
1.1.1. Vài nét lịch sử...............................................................................................8

’
.................................................17
1.5.4. Thể tích lưu V
m
, thể tích lưu hiệu chỉnh.........................................................18
1.5.5. Hệ số tách α (còn gọi là hệ số lưu giữ tương đối)..........................................18
1.5.6. Sắc đồ............................................................................................................18
1.5.7. Đĩa lý thuyết..................................................................................................19
1.5.7.1. Khái niệm đĩa lý thuyết...............................................................................19
1.5.7.2. Đĩa lý thuyết có tính thời gian không lưu giữ, n
ef
.......................................20
1.5.8. Độ phân giải và cách làm tăng độ phân giải...................................................20
1.5.8.1. Độ phân giải...............................................................................................20
1.5.8.2. Cách làm tăng độ phân giải.........................................................................21
Chương 2. SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION...............................................................24
2.1. KHÁI QUÁT VỀ SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION...................................................24
2.2. BẢN CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION............................25
2.2.1. Ionit...............................................................................................................26
2.2.1.1. Nhựa trao đổi ion........................................................................................26
2.2.1.2. Cationit.......................................................................................................27
2.2.1.3. Anionit.......................................................................................................28
2.2.1.4. Ionit lưỡng tính...........................................................................................29
2.2.2. Cơ chế trao đổi ion........................................................................................29
2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG.........................................................................31
2.4. THIẾT BỊ ỨNG DỤNG...................................................................................31
2.4.1. Một số thiết bị sắc ký trao dổi ion dùng trong phòng thí nghiệm....................31
2.4.2. Ứng dụng của sắc ký trao dổi ion trong phân tích định lượng........................33
2.5. SO SÁNH VỚI CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC VÀ TỐI ƯU HÓA SẮC KÝ
TRAO ĐỎI ION...........................................................................................................34

3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
- Bản chất của quá trình sắc ký trao đổi ion
- Các yếu tố ảnh hưởng
- Thiết bị và ứng dụng của phương pháp này
7
- So sánh với các phương pháp phân tích thực phẩm khác
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
- Tìm kiếm nội dung từ nhiều nguồn
- Tập hợp nội dung
- Biên tập lại thành bài hoàn chỉnh
- …
5. PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
- Bài tiểu luận được nghiên cứu và thực hiện trong khoảng 2 tuần, được thực hiện tại
trường ĐH Công Nghiệp HCM
- Thông tin trong bài tiểu luận được sưu tầm từ nhiều nguồn.
6. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:
- Làm rõ được bản chất, cơ chế của quá trình
- Tìm hiều sâu hơn về sắc khý trao đổi ion
- Tìm ra được những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
- Nêu được những ứng dụng và thiết bị trong chuyên ngành phân tích thực phẩm.
- So sánh ưu và nhược điểm với các phương pháp khác
- Đề ra được những biện pháp cho sự tối ưu hóa của sắc ký trao đổi ion.
8
PHẦN B. NỘI DUNG.
Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ SẮC KÝ.
1.1. TỔNG QUAN VỀ SẮC KÝ.
1.1.1. Vài nét lịch sử.
Phương pháp sắc ký được phát triển vào năm 1903 do nhà thực vật hoc người Nga
Michael C.Txvet.Ông thực sự là người đầu tiên có công tìm ra phương pháp, giải quyết
vấn đề tách các chất có tính chất giống nhau theo một cơ chế độc đáo, hoàn toàn khác với

1.1.2. Dịnh nghĩa.
Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích trên hai
pha: 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.
1.2. PHÂN LOẠI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH SẮC KÝ.
1.2.1. Phân loại theo hệ pha.
Phương pháp đầu tiên được nhiều người quan tâm, đây là phương pháp phân loại đơn
giản theo hệ pha tức là chất phân tích phân bố giữa hai pha là gì?
Sơ đồ phân loại các phương pháp sắc ký:
10
Cơ chế
hệ
pha
1.2.2. phân loại theo cơ chế tách.
1.2.2.1. Sắc ký hấp thụ.
sắc khí hấp thụ là phương pháp dựa trên cơ sở phân bố chất phân tích giữa pha tĩnh và
pha động nhờ tương tác phân tử thông qua các trung tâm hấp thụ. Pha tĩnh là các chất rắn
hoặc lỏng có diện tích bề mặt lớn, bền vững về mặt hoá học. Chúng hấp thụ chất phân tích
trên bề mặt của chúng ở các mức độ khác nhau khi cho pha động chứa chất phân tích tiếp
xúa với chúng. Tuỳ thuộc lực liên kết giữa pha tĩnh và từng cấu tử chất phân tích có trong
pha động, khi cho pha động đi qua pha tĩnh chúng sẽ di chuyển với tốc độ khác nhau.
1.2.2.2. Sắc ký phân bố lỏng - lỏng.
sự phân biệt giữa sắc ký phân bố lỏng-lỏng và sự phân bố thông thường là ở chỗ sắc
ký phân bố lỏng - lỏng còn được gọi là sắc ký chiết, pha tĩnh là chất lỏng pha động cũng là
chất lỏng, sự phân bố chất phân tích giữa hai pha lỏng giống như quá trình chiết, còn sự
phân bố nói chung là sự phân chia chất phân tích vào hai pha không cần xét tới lỏng hay
rắn.
Điểm khác nhau cơ bản giữa sắc ký phân bố lỏng - lỏng và sắc ký hấp phụ là ở chỗ:
sắc ký phân bố lỏng- lỏng có đường đẳng nhiệt tuyến tính ở khoảng nhiệt độ lớn, phương

3
)
3
Cl + OH
-
1.2.2.4. Sắc ký rây phân tử (sắc ký loại cở).
Pha tĩnh là các chất rắn có diện tích bề mặt lớn, xốp, có những đường đi trong lòng
chất rắn, còn gọi là mao quản có kých thước cở phân tử. Các phân tử chất phân tích có thể
11
thấm vào chất đó ở mức độ khác nhau tuỳ theo kých thước của chúng. Các chất phân tích
có kých thước lớn không thể đi vào sâu vào pha tĩnh được, sẽ bị rửa giải nhanh còn các
phân tử chất phân tích có kých thước nhỏ phân bố sâu vào pha tĩnh sẽ bị rửa giải chậm.
Thứ tự rửa giải là các chất có kich thước nhỏ đi ra sau và ngược lại. Thời gian lưu của các
chất tỷ lệ nghịch với kých thước phân tử của chúng. Tuy nhiên chất phân tích có thể có
tương tác khác với pha tĩnh. Như vậy một phép sắc ký có thể tách theo một hay nhiều cơ
chế khác nhau mà chúng ta không xét ở đây.
1.2.3. phân loại theo cách hình thành sắc đồ.
1.2.3.1. phân tích tiền lưu.
các cấu tử A, B, C có ái lực với pha tĩnh là A < B< C. Cho hỗn hợp chất phân tích
liên tục đi qua cột, chất phân tích có ái lực với pha tĩnh thấp nhất đi trước, tiếp theo là chất
có ái lực yếu hơn. Tuy nhiên do chúng ta cho liên tục chất phân tích vào nên đi sau A là A
+ B và A+B+C. chỉ có một phần chất tinh khiết A đi trước
A

Sắc đồ phân tích tiền lưu
1.2.3.2. phân tích thế đẩy.
trong sắc ký này, chúng ta cũng nạp lượng nhỏ hỗn hợp chất phân tích A, B, C vào

rắn, pha động là chất lỏng theo cách phân loại theo liên kết pha nhưng theo cách phân loại
theo cơ chế thì lỏng rắn ở đây có thể là hấp phụ,trao đổi ion. Tuỳ theo pha tĩnh sử dụng,
sắc ký lớp mỏng có thể là sắc ký trao đổi ion, hấp phụ, phân bố, rây phân tử. Ngược lại sắc
ký hấp phụ xét về mặt tương tác pha có thể thuộc loại sắc ký - rắn hay lỏng - rắn.
13
A

B
C
Sắc ký rửa giải có ứng dụng nhiều trong lĩnh vực phân tích do hiệu quả tách cao.
1.3. CÁC LỰC LIÊN KẾT TRONG SẮC KÝ.
Trong hệ sắc ký có ba thành phân chủ yếu tác quyết định sự tồn tại của hệ, chất phân
tích, pha tĩnh, pha động tạo nên sự phân bố cần thiết, giúp cho sự di chuyển các chất phân
tích dọc theo chiều dài cột với tốc độ khác nhau. Chúng ta thường nói chất phân tích phân
bố giữa hai pha, tuy nhiên đây la cân bằng động chất phân tích luôn thay đổi pha liên kết
(trừ một số trường hợp đặc biệt nó chỉ ở một pha trong suôt quá trình phân tích) vấn đề là
tại sao chất phân tích được giữ trong pha tĩnh? Hơn nữa ba thành phần này tương tác như
thế nào với nhau, bằng các lực liên kết nào mà kết quả các chất phân tích lại phân bố vào
pha tĩnh ở mức độ khác nhau? Câu trả là do bản chất các của các thành phân trong hệ sắc
ký. Chất phân tích có thể là ion, phân tử trung hoá hay chất phân cực, đối tượng liên kết
của nó cũng có thể là ion, phân tử, chất phân cực. Như vậy tuy thuộc vào độ lớn của điện
tích kich thước phân tử, độ phân cực mà chúng tương tác với nhau theo các lực liên kết
khác nhau. Người ta chia các lực liên kết thành bốn loại:
1.3.1. Lực liên kết ion.
trên bề mặt pha tĩnh có các trung tâm hoạt động là ion. Đó là các phần tử có khả năng
phân ly tạo thành các ion, tạo nên trung tâm hoạt động ion chung tham gia liên kết với các
ion chất phân tích trong dung dịch theo lực tương tác tĩnh điện gọi là liên kết ion. Để giữ
các anion chất phân tích trong dung dịch pha tĩnh cần có các trung tâm cation trên bề mặt,
và ngược lại để giữ các cation chất phân tích trong dung dịch pha tĩnh cần có các ctrung
tâm anion cũng tương tự, pha động cũng có các trung tâm hoạt động là các ion, chúng tham