NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC HỢP CHẤT PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ...

7/31/2019 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC HỢP CHẤT PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ LỎNG - ĐẦU DÒ ĐIỆ…

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-xac-dinh-cac-hop-chat-phenol-trong-nuoc-bang-phuong 1/85

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TR ƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THANH BÌNH MINH

NGHIÊN CỨ U XÁC ĐỊNH CÁC

HỢ P CHẤT PHENOL TRONG

NƯỚ C BẰNG PHƯƠ NG PHÁP SẮC

KÍ LỎNG – ĐẦU DÒ ĐIỆN HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2009

1



ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TR ƯỜ NG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN THANH BÌNH MINH

NGHIÊN CỨ U XÁC ĐỊNH CÁCHỢ P CHẤT PHENOL TRONG

NƯỚ C BẰNG PHƯƠ NG PHÁP SẮC

KÍ LỎNG – ĐẦU DÒ ĐIỆN HOÁ

CHUYÊN NGÀNH HOÁ PHÂN TÍCH

MÃ SỐ: 1.04.03

LUẬ N VĂ N THẠC SĨ HOÁ PHÂN TÍCH

NGƯỜI HƯỚ NG DẪ N KHOA HỌC

PGS.TS. NGUYỄ N THỊ XUÂN MAI

TS VÕ DIỆP THANH THỦY

TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2009

2



LỜ I C Ả M Ơ N

Để đạt đượ c k ết quả ngày hôm nay tôi vô cùng biết ơ n và không thể nàoquên:

- Công lao nuôi dưỡ ng của Ba Mẹ và Gia đình

- Sự giúp đỡ và chỉ dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Xuân Mai

- Sự hướ ng dẫn và những lờ i động viên k ị p thờ i của cô Võ Diệ p Thanh Thuỷ

- Những ý kiến quý báu, thiết thực của thầy Nguyễn Thanh Khuyến và cô

Diệ p Ngọc Sươ ng- Sự giúp đỡ của chị Tr ần Thị Thuỷ, bạn Phan Thị Ngọc Như, bạn Nguyễn

Huy Du, bạn Nguyễn Minh Trúc và quý Thầy Cô tại Phòng Phân Tích Trung Tâm

và Bộ môn Hoá Phân Tích Tr ườ ng Đại Học Khoa Học Tự Nhiên

- Sự chia sẽ của bạn Tr ươ ng Vũ Ánh Nguyệt và bạn Phan Nguyễn Tâm Minh

trong quá trình thực hiện đề tài

- Những kiến thức mà thầy cô đã truyền đạt cho tôi trong thờ i gian qua

- Cùng sự quan tâm, khích lệ và giúp đỡ của bạn bè…

3



DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tính ch

ất vật lí c

ủa m

ột vài h

ợ p ch

ất Phenol.

Bảng 1.2: Giá tr ị giớ i hạn cho phép của tổng nồng độ Phenol và dẫn xuất

Bảng 2.1: Giá tr ị nồng độ đúng của các hợ p chất Phenol chuẩn .

Bảng 2.2: Thành phần các pha động đượ c khảo sát.

Bảng 2.3: Tỉ lệ các pha động khảo sát

Bảng 2.4: Độ phân giải R s vớ i các pha động khác nhau.

Bảng 2.5: K ết quả khảo sát tốc độ dòng trên Resorcinol nồng độ 1 mg/l.

Bảng 2.6: K ết quả khảo sát khoảng thế áp đến diện tích của các hợ p chất Phenol

ở nồng độ 1 mg/l.

Bảng 2.7: Vị trí và thờ i gian lưu của các hợ p chất Phenol trên sắc kí đồ.

Bảng 2.8: Độ lặ p lại k ết quả phân tích ở hai nồng độ là 0.1 µg/ml và 0.5 µg/ml.

Bảng 2.9: Số liệu diện tích và nồng độ quá trình dựng đườ ng chuẩn của hỗn hợ p

gồm 6 hợ p chất Phenol và dẫn xuất: Resorcinol, Pyrocatechol,

Phenol, Paranitrophenol, 2-Clorophenol, Ortonitrophenol.

Bảng 2.10: K ết quả khoảng tuyến tính và phươ ng trình hồi quy tuyến tính của các

hợ p chất Phenol.

Bảng 2.11: Giớ i hạn phát hiện và giớ i hạn định lượ ng của các hợ p chất phenol.

Bảng 2.12: Hiệu suất thu hồi của các mẫu tự tạo có pH khác nhau.

Bảng 2.13: Hiệu suất thu hồi của mẫu tự tạo vớ i các dung môi r ửa giải khác nhau

Bảng 2.14: K ết quả khảo sát hiệu suất chiết theo thể tích dung môi r ửa giải.

Bảng 2.15: Hiệu suất thu hồi vớ i mẫu tự tạo có nồng độ khác nhau.

Bảng 2.16: K ết quả khảo sát ảnh hưở ng của dung dịch Na2SO3 10 % lên hiệu suất

chiết các hợ p chất Phenol.

Bảng 2.17: Hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c sinh hoạt.

Bảng 2.18: Hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c sông Sài

Gòn.

4



Bảng 2.19: Hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c sông

Đồng Nai

Bảng 2.20: K ết quả hiệu suất chiết các hợ p chất Phenol theo dung môi r ửa tạ p.

Bảng 2.21: K ết quả phân tích mẫu nướ c sông Chợ Đệm.

Bảng 2.22: Hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c sông Chợ

Đệm.

Bảng 2.23: K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân bằng phươ ng

pháp thêm chuẩn.

Bảng 2.24: K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân bằng phươ ng


Bảng 2.25: Hiệu suất thu hồi của các hợ p chất Phenol trong nướ c thải KCN Lê

Minh Xuân bằng phươ ng pháp thêm chuẩn.

Bảng 2.26: K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II bằng phươ ng pháp

thêm chuẩn.

Bảng 2.27: Hiệu suất thu hồi của các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c thải

KCN Biên Hoà II.

5



DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Hệ thống vòng Loop tiêm mẫu.Hình 1.2: Cấu tạo của pha t ĩ nh dùng trong cột pha đảo.

Hình 1.3: Phản ứng của Phenol trên điện cực chỉ thị Glassy carbon.

Hình 2.1: Sắc kí đồ các hợ p chất Phenol ở nồng độ 1 mg/l.






Hình 2.7: Sắc ký đồ của dung dịch 11 chất phenol nồng độ 0.1 mg/l.

Hình 2.8: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưở ng của tốc độ dòng lên thờ i gian lưu của

mũi Resorcinol nồng độ 1 mg/l.

Hình 2.9: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưở ng của tốc độ dòng lên bề r ộng đáy của

mũi Resorcinol nồng độ 1 mg/l.

Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưở ng của thế áp đến diện tích mũi của các

hợ p chất Phenol ở nồng độ 1 mg/l.

Hình 2.11: Sắc kí đồ của hỗn hợ p gồm 6 hợ p chất Phenol và dẫn xuất ở nồng độ

0.1 µg/ml.

Hình 2.12: Các biểu đồ đườ ng chuẩn của 6 hợ p chất Phenol: Resorcinol,

Pyrocatechol, Phenol, Paranitrophenol, 2-

Clorophenol,Ortonitrophenol.

Hình 2.13: Sơ đồ các bướ c tiến hành trong quá trình chiết pha r ắn.

Hình 2.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo pH của mẫu

Hình 2.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo loại dung môi r ửa giải

Hình 2.16: Hiệu suất chiết trung bình của các hợ p chất Phenol theo thể tích dung

môi r ửa giải.

Hình 2.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo nồng độ mẫu tự tạo.

6



Hình 2.18: Sơ đồ quá trình xử lí mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết SPE của các

hợ p chất Phenol

Hình 2.19: Sắc kí đồ của mẫu nướ c sinh hoạt.

Hình 2.20: Sắc kí đồ của mẫu nướ c sông Sài Gòn.

Hình 2.21: Sắc kí đồ của mẫu nướ c sông Đồng Nai.

Hình 2.22: Sắc kí đồ mẫu nướ c sông Chợ Đệm khi không thêm chuẩn các hợ p

chất Phenol.

Hình 2.23: Sắc kí đồ mẫu nướ c sông Chợ Đệm khi có thêm chuẩn các hợ p chất

Phenol.

Hình 2.24: Sắc kí đồ mẫu nướ c sông Chợ Đệm khi không thêm chuẩn các hợ pchất Phenol. Dung môi r ửa tạ p là 5 ml Nướ c cất 2 lần.


chất Phenol. Dung môi r ửa tạ p là 5 ml hỗn hợ p dung môi Nướ c cất 2

lần: Methanol ( 95: 5, v: v ).


chất Phenol. Dung môi r ửa tạ p là 5 ml hỗn hợ p dung môi Nướ c cất 2

lần: Methanol ( 90: 10, v: v ).

Hình 2.27: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo loại dung môi r ửa tạ p

Hình 2.28: Sắc kí đồ của mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân.

Hình 2.29: Sắc kí đồ mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân khi có thêm chuẩn các

hợ p chất Phenol.

Hình 2.30: Sắc kí đồ của mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II.

Hình 2.31: Sắc kí đồ mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II khi có thêm chuẩn các hợ p

chất Phenol.

7



LỜ I MỞ ĐẦU

Ở nướ c ta hiện nay ngành công nghiệ p phát triển mạnh đã làm nguồn nướ c bị ô nhiễm nghiêm tr ọng, ảnh hưở ng lớ n đến sinh thái. Các hợ p chất dẫn xuất họ

Phenol tồn tại trong môi tr ườ ng nướ c do các nhà máy sản xuất các sản phẩm đựơ c

chế biến từ hạt điều, nhựa, dệt nhuộm, giấy hoặc do sự phân hủy các hợ p chất thuốc

tr ừ sâu là một trong những nguyên nhân gây nguy hại đến sức khoẻ của con ngườ i.

Vì thế việc xác định hàm lượ ng các hợ p chất Phenol trong mẫu nướ c nhằm

đánh giá và kiểm soát môi tr ườ ng có ý ngh ĩ a quan tr ọng trong việc bảo vệ môi

tr ườ ng và sức khoẻ cộng đồng. Một số quy trình phân tích cổ điển dựa trên phươ ng

pháp sắc kí lỏng vớ i đầu dò UV nhưng các quy trình này có nhượ c điểm là tiêu tốn

nhiều dung môi và giớ i hạn phát hiện cao. Các hợ p chất Phenol cũng thườ ng đượ c

xác định bằng phươ ng pháp sắc kí khí vớ i đầu dò Khối phổ ( GC – MS ) nhưng thiết

bị dùng để phân tích khá đắt tiền. Bên cạnh đó, phươ ng pháp cực phổ cũng là một

thế mạnh để phân tích các hợ p chất Phenol nhờ khả năng điện hoạt cao của các hợ p

chất này. Tuy nhiên phươ ng pháp cực phổ có nhượ c điểm là r ất độc hại.

Nhờ vào hoạt tính điện hoạt của các hợ p chất Phenol, phươ ng pháp sắc kí

phân bố pha đảo vớ i đầu dò Điện hoá sử dụng điện cực Glassy carbon đượ c nghiên

cứu trong luận văn này nhằm phát huy đượ c thế mạnh của phươ ng pháp cực phổ và

sắc kí lỏng, vừa giảm đượ c tính độc hại của phươ ng pháp cực phổ cổ điển.

8



PHẦ N TỔ NG QUAN

9



CHƯƠ NG 1: PHẦN TỔNG QUAN

1.1- Giớ i thiệu các hợ p chầt Phenol và dẫn xuất.

Phenol có nhiều dẫn xuất phụ thuộc vào nhóm thế gắn lên vòng hươ ng

phươ ng của Phenol. Các dẫn xuất họ Phenol vừa do các phản ứng phân huỷ của

thực vật, các hợ p chất hữu cơ có trong tự nhiên , vừa do hoạt động sản suất của các

nhà máy tạo ra.

Theo Tổ chức bảo vệ môi tr ườ ng của Mỹ - ( EPA ) [ 24] hiện có 11 hợ p chất

Phenol gây ô nhiễm môi tr ườ ng chủ yếu hiện nay là: 4-Cloro-3-Methylphenol, 2-

Clorophenol, 2,4-Diclorophenol, 2,4-Dimethylphenol, 2,4-Dinitrophenol, 2-Methyl-

4,6-Dinitrophenol, 2-Nitrophenol, 4-Nitrophenol, Pentaclorophenol, 2,4,6-Triclorophenol và Phenol.

Ngoài ra, còn nhiều dẫn xuất họ Phenol khác như : Pyrocatechol, Resorcinol,

3-NitroPhenol, 1,3-Diclorophenol, 2,3,4,6-Tetraclorophenol …. Các dẫn xuất họ

Phenol đều r ất độc, chỉ một lượ ng r ất nhỏ trong nướ c ( > 1 ppb ) cũng đã ảnh hưở ng

r ất lớ n đến sức khoẻ của con ngườ i cũng như các loài sinh vật sống trong môi

tr ườ ng nướ c. Khi nồng độ của Phenol và các dẫn xuất nhỏ hơ n 1 ppb tuy có độc

tính thấ p cũng ảnh hưở ng nhiều đến mùi vị, màu sắc của nướ c và đờ i sống của các

loài sinh vật trong nướ c.

1.1.1- Tính chất vật lí và tính chất hóa học của các hợ p chất Phenol[1-2,24]

1.1.1.1- Tính chất vật lí của các hợ p chất Phenol.

Phenol có công thức phân tử là C6H5OH. Đa số các hợ p chất Phenol tồn tại

dạng r ắn ở nhiệt độ phòng như Phenol, Nitrophenol, các dẫn xuất Clorophenol (

gồm 2 nhóm thế –Cl tr ở lên) …, một số hợ p chất Phenol khác tồn tại ở dạng lỏng

như Cresol, mono-Clorophenol ( gồm chỉ một nhóm thế –Cl ).

Bảng 1.1: Tính chất vật lí của một vài hợ p chất Phenol.

STTCông thức

phân tử

Khối

lượ ng

phân

tử

Tr ạng thái vật lýĐiểm

chảy

Điểm

sôi

Tính tan

trong

nướ c

(20oC)

10



11

1

C6H5OH

Phenol

94

chất lỏng hoặc chất

r ắn 43o

C 181o

C 9.3g/100g

OH

2

C6H4(OH)2 Resorcinol

110,1 chất r ắn màu vàng 110oC 182oC -

OH

OH

3C6H4(OH)2 Pyrocatechol

110,1 chất r ắn màu tr ắng 105oC 245.5oC 43g/100g

OH

OH

4

C6H5 NO3 p-nitrophenol

139,11 tinh thể màu vàng 114oC 279.0oC -

OH

NO2

1.1.1.2- Tính Chất Hoá Học Của Các Hợ p Chất Phenol

Phenol là dẫn xuất của Hydrocarbon thơ m do sự thế một nguyên tử -H trong

nhân bằng một nhóm -OH. Tuỳ theo các nhóm thế gắn lên vòng hươ ng phươ ng của

Phenol mà có các dẫn xuất khác nhau. Hầu hết các hợ p chất Phenol đều có tính

acid.



12

Các nhóm thế thườ ng đượ c gắn lên vòng hươ ng phươ ng của Phenol là: nhóm

–Nitro, nhóm – Methyl hoặc nhóm –Cloro …. Vòng hươ ng phươ ng của Phenol có

thể gắn đồng thờ i nhiều nhóm thế giống nhau hoặc khác nhau.

Một vài loại phản ứng mà các hợ p chất Phenol thườ ng tham gia :

- Phản ứng Eter hoá.

- Phản ứng Ester hoá.

- Phản ứng tạo thành muối trong môi tr ườ ng kiềm.

- Phản ứng trên vòng hươ ng phươ ng như phản ứng Nitro hoá, Halogen hoá,

Alkil hoá, Sulfon hóa ….

Phản ứng Nitro hoá: MonoNitro hóa Phenol có thể thực hiện vớ i acid

Nitric loãng tại nhiệt độ phòng.

-H CH3Cl

O-OH O-CH3

Phenol PhenylMetyl Eter

OH

CH3-CO-Cl OOC-CH3 + HCl

Phenol Phenylacetate

OH-

O-+ +OH H2O

Phenol Ion Phenolate

OH

HNO3

OH

NO2

Phenol O-Nitrophenol



13

Vớ i acid Nitric đậm đặc, sự đa Nitro hóa Phenol tạo thành 2,4,6-

Trinitrophenol.

Phản ứng Halogen hóa: Phenol dễ dàng cho phản ứng trí hoán vớ i nướ c brom

ở vị trí orto và para để tạo tr ầm hiện màu tr ắng là 2,4,6-Tribromophenol. Đây cũng

là phản ứng biểu tánh thông dụng để nhận biết Phenol.

Phản ứng Alkil hoá: Phenol phản ứng vớ i halogenur alkil vớ i xúc tác là

Phản ứng Sulfon hóa: Phenol dễ dàng cho phản ứng sulfon hoá tạo thành sản

phẩm trí hoán orto hoặc para. Sản phẩm chính tuỳ thuộc vào điều kiện nhiệt độ

phản ứng.

HNO3đđOH

OH

NO2

NO2

O2N

Phenol2,4,6-Trinitrophenol

+ 3 Br2 ( H2O )

OH OH

Br

Br

Br

Phenol

2,4,6-Tribromophenol

AlCl3 hoặc AlBr 3

OH

CH3Cl / AlCl3+ HCL

OH

CH3

Phenolo-Methylphenol

H2SO4 đđ , 1000C

OHH2SO4 đđ

250C

1000C

SO3H

OH

HO3S OH

o-Sulfonphenol

p-SulfonphenolPhenol



14

Phản ứng Oxid hoá. Các hợ p chất Phenol dễ bị Oxid hoá tạo thành các hợ p

chất Quinon như Benzoquinon. Tác nhân Oxid hoá có thể là Oxi trong không khí.

1.1.2- Nguồn gốc, độc tính, ảnh hưở ng, liều lượ ng cho phép của Phenol

và dẫn xuất trong môi trườ ng nướ c .[9 – 10, 23 – 28, 38 ]

1.1.2.1- Nguồn gốc, độc tính và ảnh hưở ng của các hợ p chất Phenol và dẫn

xuất.Phenol và dẫn xuất có trong các ngành công nghiệ p như dệt, nhuộm, nhựa,

thuốc, thuốc tr ừ sâu, chất chống oxi hoá, giấy, công nghệ dầu hoả …. Ngoài ra, hợ p

chất Phenol cũng đượ c sinh ra tự nhiên như sự phân hủy của thực vật, các hợ p chất

hữu cơ …. Hầu hết các hợ p chất Phenol khi đượ c thải r ửa từ các nhà máy đều đi

vào môi tr ườ ng nướ c. Chúng không những gây ô nhiễm môi tr ườ ng sinh thái mà

còn gây hại đến con ngườ i và các loài sinh vật sống trong nướ c. Con ngườ i nếu tiế p

xúc trong thờ i gian dài vớ i các hợ p chất Phenol có thể bị bệnh ung thư.

Các k ết quả nghiên cứu [ 38 ] cho thấy Phenol và dẫn xuất có độc tính cao. Giá

tr ị LC50 ( nồng độ gây chết 50 % số cơ thể ngườ i hay động vật khi cơ thể đó đượ c

đưa vào một lượ ng nhất định chất độc ) và EC50 ( nồng độ gây hại 50 % quần thể

trong điều kiện thực nghiệm quan sát rõ ràng ) đối vớ i giáp xác và cá vào khoảng 3

– 7 mg/l. Những ảnh hưở ng chính đến cơ thể con ngườ i gồm tác động đến tim, gây

đau hệ hô hấ p, gây nhiễm acid trong quá trình trao đổi chất, hỏng thận, sự tuần hoàn

máu, ảnh hưở ng hệ thần kinh…. Liều thấ p nhất có thể gây tử vong bằng đườ ng tiêu

hoá là khoảng 4.8 g và trong thờ i gian không quá 19 phút. Những triệu chứng do hít

phải Phenol như chán ăn, giảm cân, nhức đầu, chóng mặt….

Các hợ p chất Phenol r ất dễ bị phân hủy khi để ở nhiệt độ phòng, trong môi

tr ườ ng tự nhiên ( từ vài ngày đến một tuần ) và phân huỷ r ất nhanh dướ i tác dụng

của ánh sáng mặt tr ờ i. Do vậy, trong quá trình xác định hay cất tr ữ, các hợ p chất

OHO2

O O + H2O

PhenolBenzoquinon



Phenol cần đượ c bảo quản trong bình chứa xẫm màu, để trong môi tr ườ ng kín và có

nhiệt độ nhỏ hơ n 4oC.

1.1.2.2- Hàm lượ ng cho phép của Phenol và dẫn xuất trong nướ c.

Bảng 1.2: Giá tr ị giớ i hạn cho phép của tổng nồng độ Phenol và dẫn xuất

Đối tượ ngHàm lượ ng Phenol tổng

(mg/l)

Nướ c sinh hoạt 0.001 mg/l

Nướ c bề mặt Nướ c dùng cho nông

nghiệ p và nuôi tr ồng thủy

sản

0.02 mg/l

Nướ c ngầm 0.001 mg/l

Đổ vào các khu vực dùng

làm nguồn nướ c cấ p cho

sinh hoạt

≤ 1 mg/l

Dùng làm nguồn nướ c

tướ i tiêu, bơ i lội, nuôi

tr ồng thủy sản

≤ 2 mg/l Nướ c thải

Không đượ c phép đổ ra

môi tr ườ ng≥ 5 mg/l

Theo điều luật 80/778/EC do cộng đồng Châu Âu ban hành thì hàm lượ ng

Phenol tổng cộng đượ c phép hiện diện trong nướ c uống là 0.5 μg/l và 0.1 μg/l cho

mỗi chất 1.2- Một sồ phươ ng pháp đượ c dùng để xác định các hợ p chất Phenol.

1.2.1- Phươ ng pháp sắc kí [3-4, 8, 12, 17– 37 ]

1.2.1.1- Nguyên tắc.

Sắc ký là một k ỹ thuật tách những hỗn hợ p gồm nhiều chất thành các thành

phần đơ n giản và định lượ ng từng chất.

Dựa vào ái lực của các cấu tử vớ i pha động và pha t ĩ nh. Pha động có thể là

chất lỏng hoặc khí có tác dụng lôi kéo các chất cần tách di chuyển trong cột sắc ký

15



có chứa pha t ĩ nh. Pha t ĩ nh là chất đượ c phủ trên bề mặt bên trong của cột mao quản

hoặc là những hạt nhỏ đượ c nhồi vào cột có tác dụng giữ chất cần phân tích ở lại.

Để tách đượ c các chất từ một hỗn hợ p cần có sự tác động của cả pha t ĩ nh và

pha động. Sự tác động này đối vớ i từng chất khác nhau do đó chất cần phân tích có

thể ra nhanh hay chậm. Ngoài ra cột sắc ký phải đủ dài để sự tiế p xúc giữa chất cần

xác định và pha t ĩ nh đượ c lặ p lại nhiều lần. Quá trình di chuyển của pha động bên

trong cột sắc ký gọi là quá trình r ửa giải.

1.2.1.2- Phươ ng pháp sắc ký khí vớ i đầu dò khối phổ (GC-MS)

Dẫn xuất t -butyldimethylsilyl giữa các chất họ Phenol vớ i N-(t -

butyldimethylsilyl) - N - methyl-trifluoroacetamid đượ c xác định bằng phươ ng phápsắc ký khí vớ i đầu dò khối phổ bẫy ion (IT-MS). Ở chế độ tiêm không chia dòng,

2μL mẫu xác định đượ c cho vào cột DB-5 MS 30 m × 0.25 μm cùng vớ i chươ ng

trình nhiệt thích hợ p cho phép xác định 11 hợ p chất Phenol trong nướ c sông và

nướ c biển ở giớ i hạn phát hiện từ 0.010 μg/l đến 0.045 μg/l. Tuy nhiên, phươ ng

pháp này không cho phép xác định 2,4-Dinitrophenol và hợ p chất methyl Phenol ở

hàm lượ ng vết.

1.2.1.3- Phươ ng pháp sắc ký lỏng vớ i dầu dò khối phổ (LC-MS)

Các hợ p chất Phenol thườ ng đượ c xác định bằng phươ ng pháp sắc ký lỏng

hiệu năng cao theo cơ chế sắc ký phân bố pha đảo. 15 hợ p chất họ Phenol trong

nướ c và bùn đượ c xác định bằng phươ ng pháp LC-MS ở chế độ ion hóa hóa học tại

áp suất thườ ng (APCI) dướ i dạng ion âm. Vớ i chươ ng trình gradient dòng thích hợ p

cho pha động gồm Metanol, Acetonitrin, acid Acetic 0.005%, việc tách và định

lượ ng đồng thờ i 15 hợ p chất Phenol đượ c tiến hành ở chế độ quét chọn lọc ion

(SIM). Phươ ng pháp này có ưu điểm là cho phép nhận danh chính xác các hợ p chất

Phenol nhờ đầu dò khối phổ, giớ i hạn phát hiện thấ p trong khoảng từ 10-50 ng/l.

Tuy nhiên thiết bị phân tích lại đắc tiền.

1.2.1.4- Phươ ng pháp sắc ký lỏng vớ i đầu dò UV

o-Cresol, m-Cresol, Phenol, Resorcinol, Cathechol và Hidroquinon trong

nướ c tham gia phản ứng tạo dẫn xuất vớ i Benzoyl clorua trong vòng 15 phút. Các

dẫn xuất Benzoyl này đượ c chiết bằng dung môi Diethylether, sau đó đượ c xác định

16



bằng phươ ng pháp sắc ký lỏng pha đảo ở bướ c sóng 232 nm vớ i pha động gồm

Acetonitrin-Tetrahydrofuran-nướ c (54:6:40,v:v:v). Phươ ng pháp đơ n giản này cho

phép xác định hàm lượ ng Phenol trong r ượ u và nướ c uống vớ i giớ i hạn phát hiện từ

0.05 đến 0.50 μg/l, hiệu suất thu hồi trong khoảng 81 - 94%, độ lậ p lại của phươ ng

pháp cao, thờ i gian phân tích ngắn.

1.2.1.5-. Phươ ng pháp sắc ký lỏng vớ i đầu dò điện hóa

Đầu dò điện hóa là một trong những đầu dò r ất chọn lọc do mỗi chất có khả

năng oxi hóa hoặc khử tại mỗi thế khác nhau.

Đầu dò điện hóa đượ c ứng dụng r ộng rãi vì chúng đơ n giản, không đắt tiền.

Tuy nhiên chúng có khuyết điểm là khó sử dụng, thờ i gian cân bằng r ất dài, nhạyđối vớ i tốc độ dòng và pH. Bề mặt điện cực dễ bị nhiễm bẩn nên cần hoạt hóa lại

điện cực sau một thờ i gian ngắn sử dụng.

Nguyên tắc hoạt động của đầu dò điện hóa là tại một giá tr ị thế áp thích hợ p,

quá trình oxi hóa hay khử của chất điện hoạt tại bề mặt điện cực làm việc sẽ sinh ra

dòng điện. Dòng điện đó đượ c sử dụng như tín hiệu phân tích và tín hiệu tỷ lệ tr ực

tiế p vớ i nồng độ chất điện hoạt đi qua đầu dò. Dòng điện sinh ra trong pin điện hóa

đượ c tính theo định luật Faraday: Q = nFN

Q: Số Coulomb

n: số điện tử bị mất đi hoặc nhận đượ c.

N: số phân tử chất phân tích

F: 96500 C / 1 mol electron

Đầu dò điện hóa có gồm ba điện cực: điện cực chỉ thị, điện cực so sánh và

điện cực hỗ tr ợ . Thế làm việc đượ c đo giữa điện cực chỉ thị và điện cực so sánh. Nhờ vào hoạt tính điện cực của các hợ p chất Phenol, phươ ng pháp sắc ký

lỏng pha đảo vớ i cột C18 và đầu dò điện hóa thườ ng đượ c sử dụng để xác định hàm

lượ ng vết các chất họ Phenol bằng các loại điện cực khác nhau. Vớ i thành phần pha

động gồm dung dịch đệm có pH thích hợ p và Acetonitrin hoặc Metanol, giá tr ị thế

áp ở điện cực làm việc lớ n hơ n +1V, cho phép xác định hàm lượ ng vết của các hợ p

chất Phenol trong nướ c và trong thực phẩm. Các phươ ng pháp này có ưu điểm là độ

nhạy cao và ít chất gây nhiễu.

17



1.2.2-Phươ ng pháp quang [ 5, 11, 13 ]

Phươ ng pháp Tr ắc quang [ 13 ]: các hợ p chất Phenol đượ c cho phản ứng vớ i 4-

Aminoantipyrin ở pH = 10 vớ i sự hiện diện của Kali Hexacyanoferat (III) để tạo

phẩm màu Antipyrin. Đo độ hấ p thu của dung dịch phẩm màu này trong pha nướ c ở

bướ c sóng 510 nm, qua đó xác định đượ c nồng độ của các hợ p chất Phenol. Phươ ng

pháp này có giớ i hạn phát hiện trong khoảng từ 2 μg/l đến 10 μg/l.

Phươ ng pháp Hoá phát quang [ 5 ]: các hợ p chất Phenol làm giảm sự phát

quang hoá học của p-Chlorobenzen Diazonium Fluoroborat ( p-CBDA ) khi có mặt

H2O2 trong môi tr ườ ng kiềm. Phản ứng giữa p-CBDA và H2O2 tạo ra hoá phát

quang mạnh trong môi tr ườ ng kiềm. Các hợ p chất Phenol có thể làm giảm cườ ng độ hoá phát quang của phản ứng này và khi nồng độ các hợ p chất Phenol tăng lên,

cườ ng độ hoá phát quang cũng giảm theo một cách tuyến tính. Qua đó xác định

đượ c hàm lượ ng của các hợ p chất Phenol có trong mẫu phân tích. Giớ i hạn phát

hiện của phươ ng pháp này có thể đạt đến 1 μg/l.

Phươ ng pháp Huỳng quang [ 11 ]: các hợ p chất Phenol bị kích thích và

chuyển lên tr ạng thái năng lượ ng cao hơ n. Ở tr ạng thái kích thích, điện tử kém bền,

chỉ tồn tại trong khoảng thờ i gian r ất ngắn từ 10-13 đến 10-8 giây và có xu hướ ng giải

phóng năng lượ ng đã hấ p thu để tr ở về tr ạng thái cơ bản ban đầu. Quá trình giải

phóng năng lượ ng sẽ phát ra ánh sáng. Đo lượ ng ánh sáng phát ra, qua đó xác định

đượ c hàm lượ ng của các hợ p chất Phenol có trong mẫu phân tích. Phươ ng pháp

huỳnh quang có khoảng tuyến tính từ 0.05 μg/l đến 18 μg/l và có giớ i hạn phát hiện

là 0.02 μg/l.

1.2.3-Phươ ng pháp cự c phổ xung vi phân[ 28 ]

Trong dung dịch nền CaCl2, vớ i sự hiện diện của các cation kim loại nặng

như Chì và Cadimi, hàm lượ ng các hợ p chất nitrophenol, dinitrophenol và các dẫn

xuất nitrophenol khác trong mẫu nướ c sông và nướ c thải công nghiệ p đượ c xác định

đồng thờ i bằng phươ ng pháp cực phổ xung vi phân vớ i điện cực thủy ngân. Phươ ng

pháp này có ưu điểm là nhanh, độ nhạy cao, cho phép xác định đồng thờ i các kim

loại nặng thườ ng hiện diện trong nướ c thải. Tuy nhiên việc sử dụng điện cực thủy

ngân độc hại lại là một hạn chế đáng k ể của phươ ng pháp.

18



1.3- Giớ i thiệu sơ lượ c về hệ thống sắc kí lỏng[ 3 - 4, 8, 17 – 23 ]

Sắc kí lỏng đượ c dùng để tách hỗn hợ p các chất có trong mẫu phân tích

thành từng chất riêng biệt, qua đó định tính và định lượ ng đượ c từng chất có trong

mẫu. Quá trình tách các chất dựa trên ái lực giữa chất phân tích, pha t ĩ nh và pha

động. Trong sắc kí lỏng, pha t ĩ nh và pha động đóng vai trò r ất quan tr ọng trong việc

tách các chất phân tích.

1.3.1- Một vài thông số quan trọng đượ c sử dụng trong định tính và định

lượ ng các chất phân tích.

- Thờ i gian lưu TR : là thờ i gian từ lúc bắt đầu cho mẫu vào cột đến lúc mũi

xuất hiện trong một điều kiện phân tích nhất định ( pha t ĩ nh, pha động, tốc độ dòng… ). Một chất có thờ i gian lưu cố định và không phụ thuộc vào các thành phần khác

có trong mẫu. Do vậy, thờ i gian lưu là đại lượ ng đặc tr ưng cho mỗi chất và đượ c

dùng để định danh trong k ỹ thuật sắc kí.

- Hệ số phân bố K : là tỷ số giữa nồng độ chất phân tích trong pha t ĩ nh và

nồng độ chất đó trong pha động.

K = CS/CM

CS: Nồng độ chất phân tích trong pha t ĩ nh.

CM: Nồng độ chất phân tích trong pha động.

K càng lớ n, chất phân tích càng có ái lực vớ i pha t ĩ nh.

- Hệ số dung lượ ng K’:

K’ = K x VS/VM

VS: Thể tích chiếm trong pha t ĩ nh.

VM: Thể tích chiếm trong pha động.

Nếu K’ > 20, thờ i gian r ửa giải lâu, mũi bị bành r ộng.

Nếu K’ < 1, thờ i gian r ửa giải nhanh, các mũi bị chậ p.

- Số đĩ a lý thuyết N: là tỷ số giữa chiều dài cột sắc kí vớ i chiều cao đĩ a lý

thuyết.

N = L / H

L: Chiều dài cột sắc kí.

H: Chiều cao đĩ a lý thuyết.

19



20

Số đĩ a lý thuyết càng lớ n, khả năng tách càng cao. Ngoài ra, số đĩ a lý thuyết

còn đượ c tính dựa trên sắc lí đồ

N = 16 x ( TR /WB )2

TR : Thờ i gian lưu của mũi sắc kí.

WB: Bề r ộng đáy của mũi sắc kí.

- Độ phân giải R S: biểu thị khả năng tách của hai mũi trên sắc kí đồ.

Vớ iTR,A , TR,B : Thờ i gian lưu của chất A và chất B ( phút ).

WA, WB: Bề r ộng đáy của mũi A và mũi B ( phút ).

: 2 mũi tách đượ c.

: 2 mũi không tách đượ c.

Hai mũi tách hoàn toàn khi R s > 1.5.

Khi WA = WB và K’A - K’B

Vớ i: N: Số đĩ a lý thuyết trung bình của 2 mũi A và B k ế cận nhau.

K’: Hệ số chứa trung bình của 2 mũi A và B k ế cận nhau.

Để tăng hệ số phân giải, cần phải thay đổi lần lượ t 3 yếu tố:

Tăng hệ số chọn lọc " bằng cách chọn pha t ĩ nh thích hợ p hoặc thay đổi

thành phần pha động.

Giảm hệ số chứa K’ bằng cách thay đổi khả năng r ửa giải của dung môi.

2

,,

A B

A R B R

s W W

T T R

−

−=

:2,,

B A B R B R

W W T T

+>−

2,,

B A

B R B R

W W T T

+<−

N K

K R s ⎟

⎠

⎞⎜⎝

⎛

+⎟ ⎠

⎞⎜⎝

⎛

∝

−∝=

'1

'1

4

1



Tăng số đĩ a lý thuyết N bằng cách tăng chiều dài cột ( chủ yếu dùng trong

sắc kí khí ) hoặc giảm chiều cao đĩ a lý thuyết.

1.3.2- Các thiết bị trong hệ thống sắc kí lỏng đượ c sử dụng để xác định

Phenol và dẫn xuất.

1.3.2.1- Hệ thống pha động

Dung môi pha động gồm một hoặc nhiều dung môi khác nhau để r ửa giải

chất phân tích ra khỏi cột. Có thể sử dụng chế độ đẳng dòng để r ửa giải các chất

trong quá trình phân tích. Tuy nhiên, đối vớ i hỗn hợ p có nhiều chất phân tích bị

chậ p và nhiều chất có thờ i gian lưu dài khi dùng chế độ đẳng dòng, ta có thể dùng

chế độ gradient dòng để tách các chất phân tích bị chậ p và rút ngắn thờ i gian lưucủa các mũi ra sau.

Yêu cầu đối vớ i pha động đượ c dùng:

Dung môi chuyên dùng cho HPLC và đượ c đuổi khí thật k ĩ tr ướ c khi sử

dụng.

Không tươ ng tác hoá học vớ i pha t ĩ nh và làm thay đổi đặc tính của pha

t ĩ nh.

Không gây ảnh hưở ng trong quá trình thu tín hiệu các chất phân tích.

1.3.2.2- Hệ thống bơ m

Bơ m đượ c dùng để cung cấ p áp lực cần thiết giúp pha động di chuyển trong

hệ thống. Bơ m đượ c sử dụng cho hệ thống HPLC để xác định các hợ p chất Phenol

là bơ m vừa hút vừa đẩy hai piston vì bơ m này đạt một số yêu cầu sau:

Dòng chảy đượ c loại bỏ xung.

Tốc độ dòng chảy linh hoạt, thông thườ ng từ 0.1 đến 10 ml/phút.

Điều khiển tốc độ dòng chảy đúng.

Có thể tạo ra áp suất cao (6000 psi )

Đượ c làm từ chất liệu chống ăn mòn và chống dung môi

1.3.2.3- Bộ phận tiêm mẫu

Bộ phận tiêm mẫu bằng tay gồm 6 cổng và hai vị trí van bao gồm vòng

Loop mẫu từ 20 đến 100 :l.

21



22

Hình 1.1: Hệ thống vòng Loop tiêm mẫu.

Có hai vị trí tiêm mẫu là vị trí A và vị trí B. Vị trí A là vị trí tr ướ c khi tiêm

mẫu. Sau khi tiêm mẫu, van đượ c chuyển sang vị trí B và pha động sẽ đưa mẫu vào

cột. Hệ thống tiêm mẫu này đượ c dùng phổ biến hiện nay trong hệ thống sắc kí lỏng

vì thể tích mẫu tiêm vào có độ lặ p lại cao.

1.3.2.4- Cột sắc kí pha đảo

Trong HPLC, việc tách hỗn hợ p các chất có trong mẫu phân tích thành từng

chất riêng biệt đượ c thực hiện bở i ái lực tươ ng đối khác nhau giữa các hợ p chất có

trong mẫu phân tích vớ i pha t ĩ nh của cột và pha động r ửa giải.

Hiện nay, cột sắc kí phân bố pha đảo thườ ng đượ c dùng trong hệ thống sắc kí

lỏng để tách các chất phân tích. Cột pha đảo có pha t ĩ nh là chất lỏng đượ c gắn lên

chất mang r ắn. Pha t ĩ nh đượ c cấu tạo gồm một mạch alkyl ( -CH2-CH2-CH2-CH3 )

gắn lên một chất mang r ắn, thườ ng là silica.

Hình 1.2: Cấu tạo của pha t ĩ nh dùng trong cột pha đảo.



Có 3 loại mạch alkyl thườ ng đượ c dùng là C4, C8 và C18. Trong đó, C4

thườ ng đượ c dùng cho protein, C8 và C18 đượ c dùng cho các phân tử nhỏ. 1.3.2.5- Đầu dò điện hóa (ECD )

Đầu dò đượ c dùng để xác định các hợ p chất có trong mẫu phân tích khi ra

khỏi cột. Khi r ửa giải, một hợ p chất có trong mẫu sẽ thực hiện một phản ứng oxi-

hoá hay phản ứng khử tại bề mặt điện cực chỉ thị và đượ c xác định như một mũi

trong sắc kí đồ.

Thờ i gian lưu của mũi trong điều kiện nhất định đượ c dùng để nhận danh

hợ p chất. Chiều cao, diện tích mũi tươ ng ứng vớ i lượ ng hợ p chất có trong mẫu. Một

đầu dò lý tưở ng phải có những đặc tính sau: độ nhạy, độ ổn định, độ đáp ứng cao,khoảng tuyến tính r ộng, thờ i gian đáp ứng ngắn, dễ hoạt động…. Và điện cực

Glassy carbon có thể đáp ứng các điều kiện này. Ngoài ra, điện cực Glassy carbon

cho tín hiệu cao tại thế làm việc thấ p, khoảng thế làm việc r ộng, bền cơ học và khả

năng chịu dung môi cao.

Để chất phân tích trong dung dịch đến thực hiện một phản ứng oxi-hoá hay

phản ứng khử tại bề mặt điện cực chỉ thị, nó phải hoàn tất một quá trình gồm 3 bướ c

sau:

Bướ c 1: Chất phân tích khuếch tán đến bề mặt điện cực chỉ thị: sự khuếch

tán trong chất lỏng tại nhiệt độ phòng tươ ng đối chậm, do vậy nhiệt độ đầu dò

thườ ng đượ c duy trì ở mức cao hơ n 5 độ C so vớ i nhiệt độ phòng. Hệ số khuếch tán

pha lỏng có giá tr ị từ 1 đến 10x10-6 cm/sec2.

Bướ c 2: Chất phân tích thực hiện một phản ứng oxi-hoá hoặc phản ứng khử

trên bề mặt điện cực chỉ thị.

Bướ c 3: Chất phân tích khuếch tán ra khỏi bề mặt điện cực chỉ thị.

Khi vận tốc pha động và độ dày lớ p khuếch tán không đổi, dòng điện sẽ tỷ lệ

vớ i nồng độ chất phân tích. Khi hệ số phân bố K, hệ số dung lượ ng K’ và độ phân

giải R S của cột không đổi, chiều cao và diện tích mũi tươ ng ứng vớ i nồng độ chất

phân tích đượ c tiêm vào cột.

23



24

- Phản ứng của Phenol trên điện cực chỉ thị và các yếu tố ảnh hưở ng.

Các hợ p chất Phenol dễ bị oxi hóa. Tại một thế thích hợ p trên điện cực chỉ

thị, các hợ p chất Phenol bị oxi hóa thành các gốc tự do Phenoxy [ 23 ] và đượ c

khuếch tán ra khỏi bề mặt điện cực.

Hình 1.3

Gốc tự do Phenoxy

: Phản ứng của Phenol trên điện cực chỉ thị Glassy carbon

Đầu dò Điện hóa có độ chọn lọc cao, chỉ những hợ p chất có khả năng điện

hoạt mớ i phản ứng trên trên điện cực chỉ thị, do đó khả năng gây ảnh hưở ng lên quá

trình xác định các hợ p chất Phenol sẽ giảm đi. Trong mẫu xác định không đượ c

chứa các muối vô cơ vì các muối này sẽ phản ứng tạo thành kim loại r ắn và bám lên

bề mặt điện cực chỉ thị, khi đó sẽ làm giảm độ nhạy trong quá trình phân tích.

- Một số lưu ý khi dùng đầu dò điện hoá

Khi sử dụng đầu dò điện hoá, một số vấn đề sau cần làm và cần tránh để

không làm hư điện cực trong quá trình sử dụng:

Dung môi động phải đượ c đuổi khí Oxi thật k ỹ bằng máy đuổi khí chuyên

dụng vì trong dung môi động có khí Oxi và sẽ làm hư điện cực trong quá trình sử

dụng.

Trong dung dịch pha động luôn chứa ion Cl- vớ i nồng độ nhất định, phù

hợ p vớ i điều kiện làm việc. Nếu không sẽ làm hư điện cực so sánh.

R ửa điện cực khi thấy độ nhạy bị giảm xuống. Quá trình r ửa điện cực đượ c

thực hiện như sau:

- R ửa và làm sạch bề mặt điện cực bằng dung dịch kim cươ ng ( diamond

slury ) và bộ r ửa chuyên dụng.

- Tạo k ết tủa AgCl trên điện cực so sánh bằng dung dịch chuyên dụng.



- Điện cực tiế p tục đượ c r ửa bằng acid Nitric 10-2 M tại tốc độ dòng là 0.2

ml/phút.

- Quét thế để làm sạch bề mặt điện cực. Thế quét từ (-) 500 mV đến(+)1.2 V.

- R ửa lại bằng nướ c cất hai lần đến trung tính.

Quá trình làm sạch điện cực như trên đã cho k ết quả phân tích có độ lặ p lại

tốt ( độ lệch nhỏ hơ n 5 % ) giữa ba lần r ửa điện cực. Thờ i gian sử dụng điện cực

tr ướ c khi làm sạch khoảng 300 giờ .

Đầu dò Điện hoá có thờ i gian để ổn định dài. Thông thườ ng, để đầu dò

Điện hoá ổn định phải mất từ 90 đến 120 phút.

1.4- Giớ i thiệu sơ lượ c về chiết pha rắn SPE[ 28 - 37 ]

K ỹ thuật chiết pha r ắn đã đượ c phát triển mạnh trong thờ i gian gần đây để

tách làm giàu tr ướ c khi xác định các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại trong môi tr ườ ng.

Cơ sở lý thuyết của k ỹ thuật chiết pha r ắn chính là sự k ết hợ p giữa chiết lỏng và

tách sắc ký.

Khi nồng độ chất phân tích trong mẫu thật nhỏ, việc làm giàu là r ất quan

tr ọng. K ỹ thuật SPE có ưu điểm so vớ i phươ ng pháp chiết lỏng-lỏng cổ điển là ít

tiêu tốn dung môi, qui trình chiết nhanh, đơ n giản, hiệu suất chiết cao, độ chọn lọc

tốt hơ n.

Để đảm bảo quá trình chiết pha r ắn cho k ết quả phân tích tốt, quá trình chuẩn

bị chiết pha r ắn cần đượ c thực hiện qua 5 giai đoạn cơ bản sau:

Tính chất của chất phân tích như độ phân cực, kích thướ c phân tử … cần

phải đượ c biết rõ để lựa cho cột chiết pha r ắn phù hợ p.

Chất phân tích tồn tại trong môi tr ườ ng: nướ c, dung môi hữu cơ hay một

môi tr ườ ng khác để lựa cho cột chiết phù hợ p.

Cột chiết pha r ắn đượ c hoạt hoá bằng một dung môi hữu cơ phân cực và

đượ c cân bằng bằng nướ c hay đệm. Sau đó, cho dung dịch mẫu cần phân tích qua

cột.

R ửa tạ p chất có trong mẫu bằng nướ c, đệm hay dung môi hữu cơ phân cực.

R ửa giải chất phân tích bằng dung môi hữu cơ phân cực hay không phân

cực.

25



PHẦ N THỰ C NGHIỆM

27



CHƯƠ NG 2: PHẦN THỰ C NGHIỆM [ 28 - 37 ]

2.1- Dụng cụ, hóa chất, nội dung và phươ ng pháp nghiên cứ u.

2.1.1- Dụng cụ.

- Máy sắc kí lỏng – đầu dò điện hoá.

+ Máy LC Waters 1525.

+ Đầu dò điện hoá ECD Waters 2465

+ Cột sắc kí pha đảo Phenominex C18. Kích thướ c cột: 150 x 2.00

mm, kích thướ c pha t ĩ nh: 5 micron.

- Cột chiết SPE Strata C18 500 mg, 6 ml.

- Máy bơ m chân không- Máy siêu âm và đuổi khí.

- Hệ thống cô quay.

- Erlen 125 ml.

- Bình cầu 25,100 ml.

- Phểu chiết 2.5 lít.

- Becher 50,100,250 ml.

- Transferpipette 100 μl.

- Pipet 1,2 ,5,10 ml.

- Bình định mức 5, 10, 50, 100 ml.

- Ong đong.

- Thiết bị lọc nướ c dùng giấy lọc 0.45 µm.

2.1.2- Hoá chất

- Acetonitril (HPLC, Mersk, Đức).

- Metanol (HPLC, Merck, Đức).

- MethylenCloride ( PA, Labscan, Ireland )

- Dietyl Eter (PA, Labscan, Ireland )

- n-Hexan (PA, Labscan, Ireland )

- Acid Acetic, Sodium Acetate (PA, Labscan, Ireland )

- Potasium cloride KCl ( Paranitrophenol, Mersk, Đức ).

- Muối Na2SO3 (PA, Labscan, Ireland )

28



- Khí N2 99% dùng để đuổi dung môi hữu cơ .

- Nướ c cất hai lần.

- Đệm Acetate đượ c chuẩn bị bằng cách cân 2.0407 g

CH3COONa.3H2O, pha trong 500 ml nướ c cất 2 lần r ồi chỉnh về pH 5 bằng Acid

Acetic, sau đó cho qua giấy lọc 0.45 :m.

- Dung dịch KCl 0.5 M đượ c chuẩn bị bằng cách cân 18.625 g KCl hòa

tan trong 500 ml nướ c cất 2 lần, sau đó cho qua giấy lọc 0.45 :m.

- Các chất chuẩn gốc Resorcinol, Pyrocatechol, Phenol, p-Nitrophenol,

2-Clorophenol, o-Nitrophenol có nồng độ 500 µg/ml đượ c chuẩn bị bằng cách cân

một lượ ng chính xác chất chuẩn r ồi hòa tan trong 100 ml hỗn hợ p dung môi Nướ c :Acetonitril ( 1:1 / v:v ). Dung dịch khảo sát đượ c pha lõang từ dung dịch gốc vớ i

Nướ c : Acetonitril ( 1:1 / v:v ) đến nồng độ cần sử dụng.

Trong quá trình thực nghiệm, nồng độ ( µg/ml ) các hợ p chất Phenol chuẩn đượ c

sử dụng là 5.0, 2.0, 1.2, 0.9 … µg/ml. Đây là các nồng độ gần đúng, nồng độ đúng

của các hợ p chất Phenol đượ c trình bày trong Bảng 2.1.

Bảng 2.1: Giá tr ị nồng độ đúng của các hợ p chất Phenol chuẩn.

Nồng độ

(µg/ml)5.0 2.0 1.2 0.9 0.6 0.5 0.3

Resorcinol 5.02 2.008 1.2048 0.9036 0.6024 0.502 0.3012

Pyrocatechol 4.96 1.984 1.1904 0.8928 0.5952 0.496 0.2976

Phenol 4.98 1.992 1.1952 0.8964 0.5952 0.498 0.2988

Paranitrophenol 5.07 2.028 1.2168 0.9126 0.6084 0.507 0.33042

2-Clorophenol 5 2 1.2 0.9 0.6 0.5 0.3Ortonitrophenol 5.13 2.052 1.2312 0.9234 0.6156 0.513 0.3078

29



Nồng độ

(µg/ml)0.1 0.05 0.01 0.005 0.002 0.001

Resorcinol 0.1004 0.0502 0.01004 0.00502 0.002008 0.001004

Pyrocatechol 0.0992 0.0496 0.00992 0.00496 0.001984 0.000992

Phenol 0.0996 0.0498 0.00996 0.00498 0.001992 0.000996

ParaNitroPhenol 0.1014 0.0507 0.01014 0.00507 0.002028 0.001014

2-cloroPhenol 0.1 0.05 0.01 0.005 0.002 0.001

OrtoNitroPhenol 0.1026 0.0513 0.01026 0.00513 0.002052 0.001026

2.1.3- Nội dung nghiên cứ u

Khảo sát và tối ưu thành phần pha động.

Khảo sát và tối ưu hoá các thông số vận hành máy.

Khảo sát khoảng tuyến tính, giớ i hạn phát hiện và giớ i hạn định lượ ng.

Khảo sát tối ưu quy trình chiết và làm giàu các hợ p chất Phenol.

Ứ ng dụng quy trình xác định các hợ p chất Phenol trong mẫu nướ c.

2.1.4- Phươ ng pháp nghiên cứ u

Nhờ vào hoạt tính điện hoạt của các hợ p chất Phenol, phươ ng pháp sắc kí

phân bố pha đảo vớ i đầu dò điện hoá sử dụng điện cực Glassy Carbon vừa phát huy

đượ c thế mạnh của phươ ng pháp cực phổ và sắc kí lỏng, vừa giảm đượ c tính độc

hại của phươ ng pháp cực phổ cổ điển. Ngoài ra phươ ng pháp này còn có ưu điểm so

vớ i phươ ng pháp sắc kí khí vớ i đầu dò khối phổ thườ ng đượ c dùng để xác định các

hợ p chất Phenol là thiết bị dùng để phân tích đơ n giản và r ẻ tiền hơ n.

30



2.2- K ết quả và thảo luận

2.2.1- Phươ ng pháp sắc kí phân bố pha đảo vớ i chế độ đẳng dòng

2.2.1.1- Khảo sát và tối ưu hoá tỉ lệ thành phần pha động

Các hợ p chất Phenol thườ ng đượ c xác định bằng phươ ng pháp sắc kí lỏng

hiệu năng cao theo cơ chế sắc kí phân bố pha đảo. Thờ i gian lưu của các hợ p chất

phụ thuộc chủ yếu vào sự tươ ng tác ái dầu giữa mạch carbon của pha t ĩ nh và dây

carbon của chất cần xác định. Thờ i gian lưu tăng theo tính ái dầu của chất phân tích.

Mặt khác, khả năng phân ly của chất phân tích cũng có ảnh hưở ng lớ n đến thờ i gian

lưu. Các hợ p chất phân ly thành ion sẽ đượ c r ửa giải tr ướ c các hợ p chất trung tính.

Do đó, dung dịch nghiên cứu trong phần khảo sát này gồm các hợ p chất Phenol cóđộ phân cực khác nhau như Phenol, p-Nitrophenol, 2,4,6-triclorophenol, 2,3,5,6-

Tetraclorophenol. Việc tối ưu hoá thành phần pha động trên cơ sở đảm bảo khả

năng tách của mũi Phenol và p-Nitrophenol nhưng thờ i gian lưu của 2,4,6-

Triclorophenol và 2,3,5,6-Tetraclorophenol không quá dài.

Thứ tự r ửa giải của các hợ p chất trên sắc kí đồ và độ chọn lọc của phươ ng

pháp sắc kí thay đổi theo thành phần pha động. trong sắc kí phân bố pha đảo, pha

động thườ ng là hỗn hợ p dung dịch đệm và các dung môi hữu cơ như Acetonitril (

ACN ) hoặc Methanol ( MeOH ). Để tối ưu thành phần pha động, một số hỗn hợ p

dung môi có thành phần đượ c nêu ở Bảng 2.2 đã đượ c khảo sát. K ết quả khảo sát

đượ c biễu diễn trên các Hình 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.

Bảng 2.2: Thành phần các pha động đượ c khảo sát

Thành phần pha độngSTT

Acid Dung môi Tỉ lệ thể tích

1 H2SO4 10 mM MeOH 60:40 (v/v)

2 H2SO4 5 mM MeOH 60:40 (v/v)

3 H2SO4 5 mM ACN 60:40 (v/v)

4 Đệm Acetat pH 4 ACN 55:45 (v/v)

5 Đệm Acetat pH 5 ACN 55:45 (v/v)

6 Đệm Acetat pH 5 ACN: MeOH 55:40:5 (v/v/v)

31



32

Hình 2.1: Sắc ký đồ của các hợ p chất Phenol ở nồng độ 1mg/l. Mũi 1:

Phenol, 2: p-Nitrophenol, 3: 2,4,6-Triclorophenol, 4: 2,3,5,6-Tetraclorophenol . Pha

động: H2SO4 (ở các nồng độ khác nhau)-MeOH (60:40,v/v). Tốc độ dòng:

0.2ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế +1,1V.

Hình 2.2: Sắc ký đồ của các hợ p chất Phenol ở nồng độ 1mg/l. Mũi1: Phenol,

2: p-Nitrophenol, 3: 2,4,6-Nriclorophenol, 4: 2,3,5,6-Tetraclorophenol. Pha động:

H2SO4 5mM-dung môi (MeOH hoặc ACN) (60:40,v/v). Tốc độ dòng: 0.2ml/phút.

Điện cực Glassy carbon tại thế +1,1V.



33


2: p-Nitrophenol, 3: 2,4,6-Triclorophenol, 4: 2,3,5,6-Tetraclorophenol. Pha động:

Đệm (ở các pH khác nhau)-ACN (55:45,v/v). Tốc độ dòng: 0.2ml/phút. Điện cực

Glassy carbon tại thế +1,1V.


2: p-Nitrophenol, 3: 2,4,6-Triclorophenol, 4: 2,3,5,6-Tetraclorophenol. Pha động:

đệm pH5:ACN:MeOH (55:40:5,v/v/v)) . Tốc độ dòng: 0.2ml/phút. Điện cực Glassy

carbon tại thế +1,1V.



K ết quả khảo sát cho thấy:

Khi pha động có thành phần gồm Methanol và H2SO4, nồng độ acid cao hơ n

có thờ i gian lưu của các hợ p chất Clorophenol dài hơ n (> 3000 giây) đồng thờ i các

mũi này bị bành r ộng, do đó độ nhạy cũng kém hơ n so vớ i k ết quả thu đượ c từ pha

động có môi tr ườ ng pH cao (Hình 2.1)

Dựa vào k ết quả khảo sát trên, pha động có pH cao hơ n đượ c chọn. Tuy

nhiên các mũi đều có thờ i gian lưu tươ ng đối dài. Do đó acid H2SO4 có nồng độ

5mM, đệm Acetate ở pH 4, 5 và Acetonitril ( Acetonitril thay cho Methanol để

tăng khả năng r ửa giải của dung môi pha động do có độ phân cực thấ p hơ n

Methanol ) đượ c chọn cho những khảo sát tiế p theo (Hình 2.1, 2.2, 2.3). K ết quả thực nghiệm cho thấy khả năng tách tốt, thờ i gian lưu của các mũi ngắn hơ n, độ

nhạy của tín hiệu thu đượ c tốt vớ i thành phần pha động gồm Acetonitril và đệm

Acetate ở pH 5. Tuy nhiên, hai mũi Phenol và p-Nitrophenol bị chậ p vớ i nhau

(Hình 2.3). Do đó, khả năng r ửa giải của dung môi pha động cần đượ c giảm lại

bằng cách thay một phần Acetonitril bằng Methanol.

Bảng 2.2 cho thấy thành phần pha động gồm hỗn hợ p dung môi Acetonitril,

Methanol và đệm Acetate pH 5 cho k ết quả thu đượ c tối ưu. Thờ i gian lưu của các

hợ p chất Clorophenol không quá dài, độ nhạy của các mũi vẫn đảm bảo và hai mũi

Phenol và p-Nitrophenol tách đượ c vớ i nhau (Hình 2.4).

Sau đó, thành phần pha động gồm đệm Acetate pH 5 / Acetonitril / Methanol

tiế p tục đượ c tối ưu hoá bằng cách thay đổi tỷ lệ trong hỗn hợ p pha động đồng thờ i

tăng số lượ ng các hợ p chất Phenol để đảm bảo dung môi pha động tách tốt các mũi

vớ i nhau.

Dung dịch nghiên cứu gồm Resorcinol, Pyrocatechol, Phenol, p-Nitrophenol,

o-Nitrophenol, 2,4,6-Triclorophenol, 7: 2,3,5,6-Tetraclorophenol vớ i pha động gồm

Acetonitril, Methanol và Đệm Acetat pH 5 đượ c khảo sát ở nhiều tỉ lệ khác nhau

vớ i độ phân cực tăng dần. K ết quả khảo sát đượ c biểu diễn ở Bảng 2.3 và các Hình

2.5, 2.6, 2.7.

34



35

Bảng 2.3: Tỉ lệ các pha động khảo sát

Thành phần pha động (v/v/v)STT

Đệm pH 5 ACN MeOH

Pha động 1 55 40 5

Pha động 2 55 35 10

Pha động 3 65 25 10

Pha động 4 70 25 5

Vớ i dung môi pha động gồm đệm pH5:ACN:MeOH (55:40:5, v/v/v), các

mũi Phenol ra nhanh nhưng hai hợ p chất Resorcinol và Pyrocatechol bị chậ p vớ i

nhau, do đó độ phân cực của dung môi pha động cần đượ c tăng lên bằng cách thay

một phần Acetonitril bằng Methanol. Khi đó pha động gồm đệm pH5:ACN:MeOH

(55:35:10,v/v/v) đượ c khảo sát. Tuy nhiên vẫn không tách đượ c hoàn toàn hai mũi

Resorcinol và Pyrocatechol. K ết quả đượ c biễu diễn trên Hình 2.5

Hình 2.5: Sắc ký đồ của hợ p chất Phenol 1mg/l. Mũi1: Resorcinol, 2:

Pyrocatechol , 3: Phenol, 4: p-Nitrophenol, 5 : o-Nitrophenol, 6: 2,4,6-

Triclorophenol, 7: 2,3,5,6-Tetraclorophenol. Pha động (A): đệm pH5:ACN:MeOH

(55:40:5, v/v/v), pha động (B): đệm pH5:ACN:MeOH (55:35:10,v/v/v) .Tốc độ

dòng: 0.2ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế +1,1V.



36

Do vậy, độ phân cực của dung môi pha động đượ c tăng lên bằng cách thay

thế một phần dung môi Acetonitril bằng đệm Acetate pH 5. Hỗn hợ p đệm

pH5:ACN:MeOH (65:25:10,v/v/v) đượ c khảo sát. Tuy nhiên hai mũi Resorcinol và

Pyrocatechol vẫn chưa tách đượ c vớ i nhau. Tiế p tục thay một phần dung môi

Methanol bằng đệm Acetate pH 5, vớ i pha động gồm đệm pH5:ACN:MeOH

(70:25:5,v/v/v) các hợ p chất Phenol đượ c tách tốt vớ i nhau. K ết quả đượ c biễu diễn

trên Hình 2.6

Hình 2.6

: Sắc ký đồ của hợ p chất phenol 1mg/l. Mũi1: Resorcinol, 2:

Pyrocatechol , 3: Phenol, 4: p-Nitrophenol, 5 : o-Nitrophenol, 6: 2,4,6-

Triclorophenol, 7: 2,3,5,6-Tetraclorophenol. Pha động (A): đệm pH5:ACN:MeOH

(65:25:10, v/v/v), pha động (B): đệm pH5:ACN:MeOH (70:25:5,v/v/v) .Tốc độ

dòng: 0.2ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế +1,1V.

Bảng 2.4 cho thấy hỗn hợ p dung môi pha động gồm đệm Acetate

pH5:ACN:MeOH ( 70:25:5,v/v/v ) có độ phân giải của các hợ p chất Phenol là tốt

nhất, các mũi đều tách tốt vớ i nhau ( hai mũi tách tốt khi có độ phân giải lớ n hơ n

1.2 ).



37

Bảng 2.4: Độ phân giải R s vớ i các pha động khác nhau

R SChất xác định

Pha động 1 Pha động 2 Pha động 3 Pha động 4Pyrocatechol 0.503 0.516 0.338 1.200

Phenol 1.419 1.487 1.638 2.527

p-nitrophenol 0.749 1.189 1.575 2.164

o-nitrophenol 1.990 3.170 3.191 3.782

2,4,6-triclorophenol 4.139 8.858 11.03 13.34

2,3,5,6-tetraclorophenol 4.016 3.102 3.332 4.461

Hình 2.7: Sắc ký đồ của dung dịch 11 chất phenol nồng độ 0.1 mg/l: Mũi 1:

Phenol, 2: 4-Nitrophenol, 3: 2-Nitrophenol, 4: 2-Clorophenol, 5: 2,4-Dinitrophenol,

6: 2,4 Dimetylphenol, 7: 2,4-Diclorophenol, 8: 4-Cloro-3metylphenol, 9: 2,4-

Dinitro-3-metylphenol, 10: 2,4,6-Triclorophenol, 11: Pentaclorophenol. Pha động:

đệm pH5:ACN:MeOH (70:25:5,v/v/v). Tốc độ dòng: 0.2 ml/phút. Điện cực Glassy

carbon tại thế +1.1 V.



K ết quả thực nghiệm cho thấy thành phần pha động gồm đệm

pH5:ACN:MeOH theo tỉ lệ 70:25:5 (v/v/v) là phù hợ p nhất. K ết luận trên này đượ c

minh chứng bằng sắc ký đồ Hình 2.7 biểu diễn khả năng tách của 11 hợ p chất

Phenol.

Do đó, pha động gồm đệm Acetate pH5:ACN:MeOH theo tỉ lệ 70:25:5 (v/v/v)

đượ c chọn làm pha động tối ưu cho tất cả các khảo sát tiế p theo

2.2.1.2- Khảo sát các thông số vận hành máy

Theo tài liệu [31,34 ], khi chạy chươ ng trình Gradient dòng, độ ồn của đườ ng

nền cao, độ nhạy của các mũi bị giảm dần trong quá trình phân tích và mất nhiều

thờ i gian cho lần chạy tiế p theo. Điều này do một số nguyên nhân sau:Do tốc độ dòng của dung môi pha động nhỏ nên bất kì sự thay đổi nào trong

thành phần pha động, dù nhỏ, cũng làm ảnh hưở ng đến phản ứng trên bề mặt của

điện cực chỉ thị. Khi đó sẽ ảnh hưở ng đến độ ổn định, độ ồn của đườ ng nền và độ

nhạy của điện cực chỉ thị. Khi chạy chươ ng trình Gradient dòng vớ i thành phần pha

động luôn thay đổi sẽ làm tăng độ ồn, làm giảm độ ổn định của đườ ng nền và độ

nhạy của điện cực chỉ thị. Điều này làm ảnh hưở ng đến tuổi thọ của đầu dò Điện

hoá trong quá trình sử dụng.

Để phản ứng trên bề mặt điện cực chỉ thị ổn định sau khi áp thế phải mất từ 90

đến 120 phút trong điều kiện thành phần pha động không đổi hoặc thay đổi r ất ít.

Trong chươ ng trình Gradient dòng, sau mỗi lần phân tích, thành phần pha động

đượ c tr ả về tỷ lệ ban đầu, khi đó sẽ mất nhiều thờ i gian cho lần phân tích tiế p theo.

Do vậy chúng tôi không áp dụng chế độ Gradient dòng trong các quá trình

khảo sát tiế p theo mà chỉ thực hiện vớ i chế độ đẳng dòng.

- Khảo sát tốc độ dòng

Sự thay đổi của tốc độ dòng ảnh hưở ng đến áp suất áp vào cột, thờ i gian lưu

và bề r ộng đáy của mũi sắc kí. Tốc độ dòng nhỏ làm tăng thờ i gian lưu và bề r ộng

đáy của mũi sắc kí. Tốc độ dòng lớ n làm tăng áp suất trên cột và do đó làm giảm

tuổi thọ của cột phân tích. Việc chọn tốc độ dòng thích hợ p sẽ giúp tách tốt các chất

phân tích trong thờ i gian tối ưu và tăng tuổi thọ của cột. K ết quả khảo sát tốc độ

38



39

dòng trên Resorcinol nồng độ 1 mg/l đượ c biểu diễn trên Bảng 2.5, Hình 2.8 và

Hình 2.9.

Bảng 2.5: K ết quả khảo sát tốc độ dòng trên Resorcinol nồng độ 1 mg/l

Tốc độ

dòng

( ml/phút)

Thờ i gian

lưu ( giây )

Bề r ộng đáy

( giây )

Chiều cao

mũi (Vôn )

Diện tích

mũi

( ĐVDT )

Ap suất cột

( Psi )

0.05 843 306 2.29 105.30 400

0.1 425 152 2.26 57.55 647

0.15 278 124 2.14 39.97 882

0.2 199 85 2.06 30.06 1118

Hình 2.8

0

200

400

600

800

1000

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

tốc độ dòng (ml/phút)

t h ờ i g i a n

l ư u

( g i â y )

: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưở ng của tốc độ dòng lên thờ i gian lưu

của mũi Resorcinol nồng độ 1 mg/l. Pha động: đệm Acetate pH 5 / ACN / MeOH (

70/25/5, v/v/v ). Điện cực Glassy carbon tại thế + 1.1 ( V ).



0

100

200

300

400

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

tốc độ dòng (ml/phút)

b ề

r ộ n g

đ á y

( g i â y )

40

Hình 2.9: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưở ng của tốc độ dòng lên bề r ộng đáy của

mũi Resorcinol nồng độ 1 mg/l. Pha động: đệm Acetate pH 5 / ACN / MeOH (

70/25/5, v/v/v ). Điện cực Glassy carbon tại thế + 1.1 ( V ).

K ết luận: Tăng tốc độ dòng làm giảm thờ i gian lưu và độ bành r ộng của peak

đồng thờ i làm tăng áp suất trên cột. Chọn tốc độ dòng tối ưu ở 0.2 ml/phút. Đây

cũng là tốc độ dòng tối đa của nhà sản xuất cho phép khi sử dụng cột.

- Khảo sát thế điện cực Glassy carbon

Giá tr ị của thế cao nhất cho phép sử dụng trên điện cực Glassy carbon là

1.3V. Bên cạnh đó, giá tr ị thế sử dụng có ảnh hưở ng tr ực tiế p đến độ nhạy của phépxác định. Giá tr ị thế thấ p sẽ làm giảm độ nhạy do cườ ng độ tín hiệu đo giảm nhưng

nếu thế sử dụng quá cao sẽ làm tăng tín hiệu nền và dẫn tớ i tỉ lệ S/N giảm. K ết quả

khoảng thế điện cực khảo sát từ 0.9V đến 1.1V cho các hợ p chất Phenol nồng độ

1mg/l đượ c biểu diễn ở Bảng 2.6, Hình 2.10.



41

Bảng 2.6: K ết quả khảo sát khoảng thế áp đến diện tích của các hợ p chất

Phenol ở nồng độ 1 mg/l.

Tên chất 0.9 V 1.0 V 1.05 V 1.1 V

Resorcinol 33.16 50.39 61.28 70.00

Pyrocatechol 52.21 55.12 55.35 55.12

Phenol 41.59 65.64 77.68 83.25

P-Nitrophenol 1.84 26.44 39.81 42.70

O-Nitrophenol 6.23 34.25 46.16 51.54

Hình 2.10

0

20

40

60

80

100

0.5 0.7 0.9 1.1

thế áp (V)

d i ệ n

t í c h

p e a k

(1) Resorcinol

(2) Pyrocatechol

(3) Phenol

(4) p-Nitrophenol

(5) o-Nitrophenol

: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưở ng của thế áp đến diện tích mũi của

các hợ p chất Phenol ở nồng độ 1 mg/l. Pha động: đệm Acetate pH 5 / ACN / MeOH( 70/25/5, v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút.

K ết luận: Từ k ết quả thu đượ c, ta thấy các hợ p chất Phenol có diện tích mũi

cao nhất ở thế áp +1.1V. Do đó +1.1V đượ c chọn làm thế áp tối ưu cho các khảo sát

tiế p theo.



Bảng 2.7: Vị trí và thờ i gian lưu của các hợ p chất Phenol trên sắc kí đồ

Thứ tự mũi trên sắc kí đồ Tên chất Thờ i gian lưu ( phút )

1 Resorcinol 3.81 ± 0.172 Pyrocatechol 4.49 ± 0.11

3 Phenol 7.42 ± 0.19

4 p-Nitrophenol 11.32 ± 0.22

5 2-Clorophenol 15.41 ± 0.18

6 o-Nitrophenol 16.87 ± 0.20

2.2.1.4- Khảo sát độ lặ p lại của k ết quả phân tích

Trong sắc kí lỏng, vòng Loop tiêm mẫu đượ c thiết k ế đặc biệt, cho phép thể

tích mẫu trong mỗi lần tiêm có độ lặ p lại cao, do đó không cần dùng chất nội chuẩn

trong quá trình dựng đườ ng chuẩn cũng như quá trình khảo sát xác định các chất.

Tuy nhiên, có nhiều yếu tố ảnh hưở ng đến độ lặ p lại của k ết quả phân tích

như quy trình chuẩn bị mẫu, tốc độ dòng của dung môi pha động, cột, đầu dò …. Do

vậy, độ lặ p lại của k ết quả phân tích cần đượ c khảo sát để đảm bảo độ chính xác của

k ết quả phân tích..Cách thực hiện độ lặ p lại của k ết quả phân tích như sau: ba hỗn hợ p các hợ p

chất Phenol gồm 6 chất: Resorcinol, Pyrocatechol, Phenol, Paranitrophenol, 2-

Clorophenol, Ortonitrophenol ở nồng độ 0.1 µg/ml và 0.5 µg/ml đượ c tiêm vào cột

vớ i lượ ng mẫu tiêm là 20 µl. K ết quả đượ c trình bày trên Bảng 2.8.

Bảng 2.8: Độ lặ p lại k ết quả phân tích ở nồng độ là 0.1 µg/ml và 0.5 µg/ml.

Diện tích mũi (Nồng độ 0.1 µg/ml)

Tên chất Lần 1 Lần 2 Lần 3

Diện tích mũi

trung bình

Độ lệch ( %

)

Resorcinol 1141154 1118025 1110119 1123099 1.43

Pyrocatechol 1867027 1833210 1819154 1839717 1.33

Phenol 2010999 2032905 1991007 2011637 1.04

p-Nitrophenol 2001219 2031180 1981250 2004549 1.25

2-Clorophenol 2330167 2380154 2390124 2366815 1.36

o-Nitrophenol 2316815 2356722 2286800 2320112 1.51

43



K ết quả đượ c trình bày trên Bảng 2.8 cho thấy độ lặ p lại của k ết quả phân tích tốt

vớ i độ lệch nhỏ hơ n 10 % .

2.2.1.5- Khoảng tuyến tính và đườ ng chuẩn

- Đườ ng chuẩn

Đườ ng chuẩn đượ c xây dựng cho hỗn hợ p các hợ p chất Phenol gồm 6 chất:

Resorcinol, Pyrocatechol, Phenol, Paranitrophenol, 2-Clorophenol, Ortonitrophenol.

Đườ ng chuẩn đượ c chuẩn bị ở nồng độ từ 0.001 µg/ml đến 5 µg/ml. Số liệuvề nồng độ và diện tích đượ c trình bày trên Bảng 2.9. Ơ nồng độ nhỏ nhất là 0.001

µg/ml không xuất hiện mũi của các hợ p chất Phenol.

Bảng 2.

iện tích mũi ( Nồng độ 0.5 µg/ml )Tên chất

Lần 1 Lần 2 Lần 3

Diện tích mũi

trung bìnhộ lệch ( % )

Resorcinol 9156617 8936025 9251253 9114631 1.77

Pyrocatechol 10366546 10093657 10623156 10361119 2.56

Phenol 9394568 9021356 9456321 9290748 2.53

p-Nitrophenol 10584688 10123654 9985362 10231235 3.06

2-Clorophenol 10436816 10063595 9962459 10154295 2.46

o-Nitrophenol 10366844 9932652 9732659 10010718 3.24

9: Số liệu diện tích và nồng độ quá trình dựng đườ ng chuẩn của hỗn

hợ p gồm 6 hợ p chất Phenol và dẫn xuất: Resorcinol, Pyrocatechol, Phenol,

Paranitrophenol, 2-Clorophenol, Ortonitrophenol.

Nồng độ (µg/ml) 0.005 0.01 0.05 0.1 0.3Resorcinol 106015 232215 856325 1781154 5462996

Pyrocatechol 74713 415326 1203454 2097027 7150972

Phenol 301818 853621 1409315 2020999 6749314

p-Nitrophenol 310822 665214 1339493 2351219 6386063

2-Clorophenol 603042 720258 1534654 2390167 6965048

o-Nitrophenol 142942 720365 1547008 2386815 5932653

44



45

Nồng độ (µg/ml ) 0.6 0.9 1.2 2.0

Resorcinol 11575921 17400371 23921501 56211575

Pyrocatechol 13566775 19789124 25611471 36601977

Phenol 13461117 18507578 24310259 40058337

p-Nitrophenol 11519392 16549920 22233897 25284516

2-Clorophenol 12436966 17109149 22614709 36896628

o-Nitrophenol 10749597 15643269 20162400 22191272

Đườ ng chuẩn các hợ p chất Phenol đượ c khảo sát.

ĐƯỜ NG CHUẨ N RESORCINOL ĐƯỜ NG CHUẨ N PYROCATECHOL

ĐƯỜ NG CHUẨ N 2-CLOROPHENOL ĐƯỜ NG CHUẨ N O-NITROPHENOL

y = 2E+07x - 133557

R2

= 0.9994

-5000000

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

30000000

0 0.5 1 1.5

y = 2E+07x + 175650

R2

= 0.9989

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

30000000

0 0.5 1 1.5

y = 2E+07x + 512520

R2

= 0.9981

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

0 0.5 1 1.5

y = 2E+07x + 436911

R2

= 0.9988

0

10000000

20000000

30000000

40000000

0 0.5 1 1.5 2 2.5



46

ĐƯỜ NG CHUẨ N PHENOL ĐƯỜ NG CHUẨ N P-NITROPHENOL

Hình 2.12

y = 2E+07x + 347820

R2 = 0.9984

0

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

0 0.5 1 1.5 2 2.5

y = 2E+07x + 365585

R2

= 0.9989

0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

0 0.5 1 1.5

: Các biểu đồ đườ ng chuẩn của 6 hợ p chất Phenol: Resorcinol,

Pyrocatechol, Phenol, Paranitrophenol, 2-Clorophenol, Ortonitrophenol.

- Khoảng tuyến tính và phươ ng trình hồi quy tuyến tính của các hợ p chất

Phenol

Khoảng tuyến tính và phươ ng trình hồi quy tuyến tính của các hợ p chất

Phenol đượ c trình bày trên Bảng 2.10

Bảng 2.10: K ết quả khoảng tuyến tính và phươ ng trình hồi quy tuyến tính

của các hợ p chất Phenol.Khoảng tuyến tính

(µg/ml)

Phươ ng trình hồi

quy

Hệ số tươ ng quan

( R 2 )

Resorcinol 0.005 – 1.2AA = 2E+07*C -

1335570.9994

Pyrocatechol 0.005 – 1.2AA = 2E+07*C +

1756500.9989

Phenol 0.005 – 2.0AA = 2E+07*C +

3478200.9984

p-Nitrophenol 0.005 – 1.2AA = 2E+07*C +

3655850.9989

2-Clorophenol 0.005 – 2.0AA = 2E+07*C +

4369110.9988

o-Nitrophenol 0.005 – 1.2AA = 2E+07*C +

5125200.9981



AA: Diện tích mũi của các chất chuẩn Phenol.

C: Nồng độ của các chất chuẩn Phenol.

2.2.1.6- Giớ i hạn phát hiện và giớ i hạn định lượ ng

Giớ i hạn phát hiện (LOD): Hàm lượ ng nhỏ nhất của một chất đượ c phát hiện

bở i một phươ ng pháp hay qui trình phân tích

Giớ i hạn định lượ ng (LOQ): Hàm lượ ng nhỏ nhất của một chất có thể đượ c

định lượ ng bở i một phươ ng pháp hay qui trình phân tích.

Để đánh giá LOD trong phân tích định lượ ng pha động đượ c tiêm và đo 21

lần để tính giá tr ị σ. Theo tiêu chuẩn của Liên hiệ p Châu Âu (EU), LOD ứng vớ i 3 σ

và LOQ ứng vớ i giá tr ị 10σ. K ết quả tính LOD, LOQ đượ c biểu diễn ở Bảng 2.11.Bảng 2.11: Giớ i hạn phát hiện và giớ i hạn định lượ ng của các hợ p chất

Phenol

LOD (µg/l ) LOQ (µg/l )

Resorcinol 1.27 4.58

Pyrocatechol 1.05 3.52

Phenol 1.39 4.63

p-Nitrophenol 1.45 4.84

2-Clorophenol 1.02 3.40

o-Nitrophenol 1.19 4.00

Bảng 2.11 cho thấy giớ i hạn định lượ ng các hợ p chất Phenol từ 3.40 µg/l. Tuy

nhiên, do hàm lượ ng Phenol trong nướ c r ất nhỏ, thườ ng dướ i 1 µg/l nên việc làm

giàu Phenol và dẫn xuất là r ất quan tr ọng.

47



2.2.2- Xây dự ng quy trình chiết pha rắn để làm giàu các hợ p chất dẫn

xuất họ Phenol trong nướ c.[ 28 – 37 ]

Nồng độ các hợ p chất Phenol trong nướ c thườ ng r ất nhỏ [34, 37 ], do đó việc

tách và làm giàu là r ất quan tr ọng để xác định các hợ p chất này.

Hiện nay có nhiều phươ ng pháp tách và làm giàu các hợ p chất Phenol như

phươ ng pháp chiết lỏng – lỏng [ 12-13, 24 – 26], phươ ng pháp chiết lỏng – r ắn [ 28 ],

phươ ng pháp chiết pha r ắn [ 28 – 34 ]. Trong đó, phươ ng pháp chiết pha r ắn đượ c sử

dụng phổ biến hiện nay vì quá trình chiết đượ c thực hiện tươ ng đối gọn, nhẹ, tốn ít

dung môi, đồng thờ i cho hiệu suất thu hồi cao.

Hỗn hợ p các hợ p chất Phenol đượ c khảo sát hiệu suất thu hồi gồm 6 chất:Pyrocatechol, Resorcinol, Phenol, Ortonitrophenol, 2-Clorophenol, Paranitrophenol

vớ i nồng độ là 0.1 µg/ml.

2.2.2.1- Chuẩn bị mẫu tự tạo.

Mẫu tự tạo đượ c chuẩn bị bằng cách sau: hỗn hợ p các hợ p chất Phenol đượ c

pha trong một thể tích Nướ c cất hai lần để đượ c khảo sát hiệu suất chiết gồm 6 chất:

Pyrocatechol, Resorcinol, Phenol, Ortonitrophenol, 2-Clorophenol, Paranitrophenol

có nồng độ sau quá trình xử lý mẫu theo lý thuyết là 0.1 µg/ml ( hiệu suất thu hồi

100 % ).

2.2.2.2- Tối ưu hóa qui trình chiết SPE

Cột chiết pha r ắn đượ c sử dụng là cột pha đảo Strata C18 500 mg và dung

tích là 6 ml.Cột C18 đượ c hoạt hóa lần lượ t vớ i 5 ml MeOH, 5 ml nướ c cất có cùng

pH vớ i mẫu tự tạo. Mẫu tự tạo sau khi đượ c điều chỉnh đến pH thích hợ p đượ c cho

qua cột C18 vớ i vận tốc 1 ml/phút trong môi tr ườ ng chân không. Dùng 5 ml nướ c

cất có cùng pH vớ i mẫu tự tạo để loại bỏ các tạ p chất nếu có. Để cột C18 khô trong

môi tr ườ ng chân không khoảng 1 giờ sau đó r ửa giải bằng 5 ml dung môi thích hợ p.

Mẫu đượ c thổi khô dướ i dòng khí nitơ và hòa tan lại bằng 1ml hỗn hợ p dung môi

Acetonitril : nướ c cất hai lần, tỷ lệ 1:1, v:v tr ướ c khi đượ c phân tích bằng qui trình

phân tích đã đượ c tối ưu. Hình 2.13 thể hiện các bướ c tiến hành trong quá trình

chiết pha r ắn.

48



1. 20 ml mẫu tự tạo.

1.1. Chỉnh pH thích hợ p và cho qua cột SPE C18.1.2. R ửa tạ p chất bằng 5 ml nướ c cất.

2. R ửa giải các hợ p chất Phenol.

R ửa giải bằng 5 ml dung môi thích hợ p

3. Thổi khô dung môihữu cơ bằng khí N2.

Thổi khô dung môi hữu cơ bằng khí N2, phần cặn còn lại đượ c hoà tan thành 1 ml bằng hỗn

hợ p Acetonitril: nướ c cất hai lần (1:1,v:v)

4. Chạy sắc kí lỏng – đầu dò Điện hoá

Hình 2.13: Sơ đồ các bướ c tiến hành trong quá trình chiết pha r ắn

- Khảo sát pH thích hợ p cho mẫu

Việc lưu giữ của các hợ p chất họ phenol trên cột C18 trong quá trình chiết

n tùy thuộc vào dạng tồn tại của chúng trong mẫu phân tích. Nếu tồn tại dướ i

ả năng lưu giữ của các dẫn xuất họ phenol trên cột C18 sẽ r ất kém.

nol có pK a = 9.95, tuỳ thuộc các nhóm thế gắn lên vòng hươ ng phươ ng mà pK a

n hoặc giảm xuống. Trong môi tr ườ ng, mẫu nướ c và nướ c thải thườ ng có pHn 7 nên theo lý thuyết các hợ p chất Phenol tồn tại dướ i dạng Phenolic. Tuy

, trong nướ c Phenol và dẫn xuất có nồng độ r ất nhỏ nên có thể một phần các

y bị phân ly thành ion Phenolate và bị r ửa giải trong quá trình dội mẫu qua

i dung môi nướ c. Do mẫu nướ c và nướ c thải thườ ng có pH từ 5 đến 7 nên pH

u tự tạo đượ c khảo sát tại 2, 5 và 7.

pha r ắ

dạng ion, kh

Phe

tăng lêtừ 5 đế

nhiên

chất nà

cột bở

của mẫ

49



50

20 ml mẫu tự tạo có nồng độ 0.005 mg/l sau khi đượ c điều chỉnh đến pH 2

bằng H2SO4 2%, pH 5 đượ c chuẩn bị trong môi tr ườ ng đệm Acetate, nướ c cất hai

lần có pH khoảng 6.8 ( . 7 ) nên không điều chỉnh khi thực hiện ở pH 7. Quá trình

chiết pha r ắn của các mẫu này đượ c thực hiện như trong sơ đồ Hình 2.13. Hiệu suất

thu hồi khi sử dụng dung môi r ửa giải là acetonitrin đượ c biểu diễn ở Bảng 2.12 và

Hình 2.14 cho thấy pH 2 là thích hợ p, điều này cũng phù hợ p vớ i k ết quả của những

nghiên cứu về việc chiết các hợ p chất Phenol bằng các loại pha r ắn không phân cực

khác nhau. [ 26 - 34 ]

Bảng 2.12: Hiệu suất thu hồi của các mẫu tự tạo có pH khác nhau

Chất phân tích pH 2 pH 5 pH 7Resorcinol 98.62 92.33 80.54

Pyrocatechol 97.96 90.12 75.53

Phenol 99.88 92.84 76.15

p-Nitrophenol 98.09 90.56 75.84

2-Clorophenol 100.05 91.42 76.94

o-Nitrophenol 99.94 90.14 77.12

0

20

40

60

80

100

H i ệ u s u ấ t t h u h ồ i

pH 2 pH 5 pH 7

Resorcinol Pyrocatechol Phenol

o-Nitrophenol 2-Clorophenol p-Nitrophenol

Hình 2.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo pH của mẫu



-Khảo sát và tối ưu thành phần dung môi r ửa giải.

Các hợ p chất Phenol có độ phân cực thấ p và trung bình [ 26 ]. Do đó, việc

chọn dung môi r ửa giải là r ất quan tr ọng để vừa r ửa giải hết các hợ p chất Phenol,

vừa không r ửa giải các tạ p chất có trong mẫu phân tích.

Quá trình khảo sát và tối ưu thành phần dung môi r ửa giải đượ c thực hiện

như sau: 20 ml mẫu tự tạo có nồng độ là 0.005 µg/ml đượ c chỉnh đến pH 2 bằng

acid sulfuric 2 % và thực hiện chiết pha r ắn theo sơ đồ Hình 2.13. Các hợ p chất

Phenol đượ c r ửa giải bằng 5 ml dung môi vớ i độ phân cực giảm dần là: Methanol

hay hỗn hợ p Acetonitril: Methanol tỷ lệ 1:1, v:v hoặc Acetonitril. Dung dịch các

hợ p chất Phenol sau chiết đượ c làm bay hơ i dung môi bằng khí N2. Phần cặn còn lạiđượ c hoà tan thành 1 ml bằng hỗn hợ p dung môi Acetonitril : Nướ c cất 2 lần ( tỷ lệ

1: 1, v: v ).

K ết quả từ Bảng 2.13 và Hình 2.15 cho thấy dung môi Methanol không đủ

mạnh để r ửa giải hết các hợ p chất Phenol, dung môi Acetonitril và hỗn hợ p dung

môi Acetonitril: Methanol tỷ lệ 1:1, v:v cho hiệu suất thu hồi cao và đồng đều. Do

trong mẫu thật chứa nhiều tạ p chất có phân tử lượ ng lớ n và độ phân cực thấ p nên

hỗn hợ p dung môi Acetonitril: Methanol tỷ lệ 1:1, v:v đượ c lựa chọn để giảm bớ t

khả năng r ửa giải các tạ p chất này trong quá trình chiết qua cột SPE

Bảng 2.13: Hiệu suất thu hồi của mẫu tự tạo vớ i các dung môi r ửa giải khác

nhau

Chất phân tích MethanolAcetonitril:

Methanol(1:1,v:v)Acetonitril

Resorcinol 90.82 98.62 97.54


Phenol 89.02 99.88 98.15

p-Nitrophenol 86.77 98.09 98.84

2-Clorophenol 88.78 100.05 99.94

o-Nitrophenol 89.77 99.94 99.12

51



0

20

40

60

80

100

H i ệ u s u ấ t t h u h

ồ i

MeOH ACN:MeOH

(1:1,v:v)

ACN

Resor cinol Pyrocatechol Phenol

p-Nitrophenol 2-Clorophenol o-Nitrophenol

52

Hình 2.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo loại dung môi r ửa giải

- Khảo sát thể tích dung môi r ửa giải.

Nếu dùng thể tích dung môi nhỏ sẽ không r ửa giải hết các hợ p chất Phenol,

nếu dùng thể tích lớ n sẽ tốn nhiều dung môi và lấy theo các tạ p chất có trong mẫu.

Do đó, thể tích dung môi cần đượ c khảo sát để vừa r ửa giải hết các hợ p chất Phenol,

vừa không sử dụng nhiều dung môi. Hỗn hợ p Acetonitril và Methanol tỷ lệ 1:1, v:v

đượ c khảo sát ở thể tích 3, 4, 5, 6, 7 ml.

Bảng 2.14: K ết quả khảo sát hiệu suất chiết theo thể tích dung môi r ửa giải.

Thể tích dung

môi r ửa giải3 ml 4 ml 5 ml 6 ml 7 ml

Resorcinol 86.29 92.45 98.45 97.72 98.36

Pyrocatechol 85.24 91.88 97.88 98.03 98.42

Phenol 87.05 93.77 98.77 98.54 98.68

P-Nitrophenol 89.88 94.55 99.55 99.12 97.42

2-Clorophenol 91.17 94.42 99.42 99.97 99.25

O-Nitrophenol 88.32 96.57 98.57 98.65 99.14



53

Hiệu suất chiết

trung bình (%)87.99 93.94 98.77 98.67 98.55

Hình 2.16

80

85

90

95

100

2 3 4 5 6 7

Thể tích dung môi r ửa giải (ml)

H i ệ u s u ấ t c h i ế t (

: Hiệu suất chiết trung bình của các hợ p chất Phenol theo thể tích

dung môi r ửa giải.

Qua quá trình khảo sát thể tích dung môi r ửa giải đượ c trình bày trên Bảng

2.16 và Hình 2.19, chúng tôi chọn thể tích dung môi r ửa giải các hợ p chất Phenol là

5 ml hỗn hợ p Methanol và Acetonitril tỷ lệ 1:1, v: v.

- Khảo sát hiệu suất thu hồi khi mẫu tự tạo có nồng độ khác nhau.

200 ml mẫu tự tạo vớ i các nồng độ 0.00025, 0.0005 và 0.0025 µg/ml đượ c

khảo sát. Quá trình đượ c thực hiện theo sơ đồ Hình 2.13 và các hợ p chất Phenolđượ c r ửa giải bằng 5 ml hỗn hợ p dung môi Methanol và Acetonitril tỷ lệ 1:1, v: v.

K ết quả đượ c biểu diễn trên Bảng 2.15 và Hình 2.17, qua đó cho thấy hiệu suất thu

hồi là cao và đồng đều ở các nồng độ đượ c khảo sát.



54

Bảng 2.15: Hiệu suất thu hồi vớ i mẫu tự tạo có nồng độ khác nhau

Chất phân tích0.00025

(µg/ml)

0.0005

(µg/ml)

0.0025

(µg/ml)

Resorcinol 95.82 95.65 94.55


Phenol 97.02 95.88 95.35

p-Nitrophenol 96.77 96.49 96.24

2-Clorophenol 95.78 97.05 94.94

o-Nitrophenol 98.77 96.94 95.32

0

20

40

60

80

100


0.00025

(μg/ml)

0.0005

(μg/ml)

0.0025

(μg/ml)



Hình 2.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo nồng độ mẫu tự tạo.

- Khảo sát ảnh hưở ng của dung dịch loại tạ p Na2SO3 10 %.

Mẫu thật đượ c xác định là mẫu nướ c sinh hoạt, mẫu nướ c sông và mẫu nướ c

thải của các khu công nghiệ p.

Trong mẫu thật thườ ng tồn tại các vật chất lơ lửng, Chlorine, Humic acid và

Fulvic acid. Chlorine có trong mẫu thật sẽ phản ứng vớ i Phenol và tạo thành các hợ p



chất Chlorophenol, điều này gây sai số trong quá trình phân tích. Humic acid và

Fulvic acid nếu có trong mẫu thật sẽ tạo một mũi r ộng ở đầu sắc kí đồ và che phủ các

mũi của Phenol và dẫn xuất, điều này sẽ ảnh hưở ng đến k ết quả xác định [ 37, 39 ].

Theo [ 29, 31 ], Chlorine, Humic acid và Fulvic acid sẽ đượ c loại bỏ bằng

dung dịch Na2SO3 10 %. Vớ i mẫu nướ c sinh hoạt, lượ ng dung dịch Na2SO3 10 % cần

dùng là 1 ml trên 100 ml. Mẫu nướ c sông và mẫu nướ c thải của các khu công nghiệ p,

lượ ng dung dịch Na2SO3 10 % cần dùng là 1.5 ml trên 100 ml. Vật chất lơ lửng đượ c

loại bỏ bằng cách lọc qua màng lọc 0.45 µm.

Do đó, 200 ml mẫu tự tạo có nồng độ 0.0005 µg/ml đượ c khảo sát lại hiệu suất

thu hồi của các hợ p chất Phenol theo sơ đồ Hình 2.13, theo đó, mẫu tr ướ c khi qua cộtchiết SPE đượ c lọc qua màng lọc 0.45 µm và cho vào dung dịch Na2SO3 10 % để loại

bỏ Chlorine, Humic acid và Fulfic acid. K ết quả đượ c trình bày trên Bảng 2.16, qua

đó cho thấy việc lọc mẫu tự tạo qua màng lọc 0.45 µm và đượ c cho vào dung dịch

Na2SO3 10 % để loại bỏ Chlorine, Humic acid và Fulfic acid không làm ảnh hưở ng

đến hiệu suất thu hồi của các hợ p chất Phenol.

Bảng 2.16: K ết quả khảo sát ảnh hưở ng của dung dịch Na2SO3 10 % lên hiệu

suất chiết các hợ p chất Phenol.

Hiệu suất thu hồi ( % )Tên chất


Hiệu suất thu hồi

(% ) trung bình

Độ lệch

( % )

Resorcinol 96.54 97.12 93.64 95.77 1.86

Pyrocatechol 95.32 94.47 92.65 94.15 1.36

Phenol 98.32 96.17 95.48 96.65 1.48

P-Nitrophenol 98.39 96.17 96.54 97.03 1.192-Clorophenol 97.98 97.63 95.49 97.03 1.35

O-Nitrophenol 99.12 96.55 95.48 97.05 1.87

Sơ đồ Hình 2.18 thể hiện quá trình xử lí mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết

SPE của các hợ p chất Phenol

55



Hình 2.18: Sơ đồ quá trình xử lí mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết SPE củ

p chất Phenol

a

các hợ Qua quá trình xử lí mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết SPE của các hợ p chất

Phenol trên mẫu tự tạo bằng phươ ng pháp chiết pha r ắn sử dụng cột C18 để tách và

làm giàu các hợ p chất dẫn xuất họ Phenol theo sơ đồ Hình 2.18 cho thấy hiệu suất

thu hồi của các hợ p chất Phenol cao và độ lặ p lại tốt. Do vậy, chúng tôi áp dụng

quá trình xử lí mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết SPE theo sơ đồ Hình 2.18 để xác

định các hợ p chất Phenol trên mẫu thật.

1. Vml mẫu

1.1. Cho qua màng lọc 0.45 µm. R ửa mẫu

bằng 5 ml nướ c cất hai lần.1.2. Cho vào một lượ ng dung dịch Na2SO3 10 % thích hợ p. Lắc đều.1.3. Chỉnh pH về 2 bằng acid Sulfuric 2%.1.4. Cho qua cột pha đảo SPE C18.1.5. R ửa tạ p chất bằng 5 ml nướ c cất 2 lần.

2. R ửa giải các hợ pch t Phenol.

R ửa giải bằng 5 ml hỗn hợ p dungmôi Methanol : Acetonitril ( 1:1,v:v )

3. Thổi khô dung môihữu cơ bằng khí N2.

Thổi khô dung môi hữu cơ bằng khí N2, phần cặncòn lại đượ c hoà tan thành 1 ml bằng hỗn hợ pAcetonitril : Nướ c cất 2 lần (1: 1, v: v ).

4. Chạy sắc kí lỏng – đầu dò Điện hoá

56



2.2.3- Phân tích các mẫu nướ c bằng phươ ng pháp sắc kí lỏng phân bố

pha đảo vớ i đầu dò điện hoá k ết hợ p vớ i phươ ng pháp chiết pha rắn sử dụng

cột SPE C18.

Mẫu nướ c đượ c tiến hành xác định là mẫu nướ c sinh hoạt, nướ c sông và

nướ c thải của các khu công nghiệ p.

Mẫu nướ c sinh hoạt đượ c lấy từ nguồn nướ c sinh hoạt của các khu dân cư ở

quận 5, Tp. Hồ Chí Minh.

Mẫu nướ c sông đượ c lấy từ sông Sài Gòn, Sông Đồng Nai và sông Chợ Đệm

( quận Bình Tân, Tp. Hồ Chí Minh. Toàn bộ nướ c thải khu công nghiệ p Lê Minh

Xuân chảy ra con sông Chợ Đệm này ).Mẫu nướ c thải của các khu công nghiệ p đượ c lấy từ khu công nghiệ p ( KCN

) Biên Hoà II ( Tp. Biên Hoà, Tỉnh Đồng Nai ). KCN Biên Hoà II tậ p trung các nhà

máy hoá chất, thuốc tr ừ sâu, sơ n, dượ c phẩm, cơ khí …. Và khu công nghiệ p Lê

Minh Xuân ( quận Bình Tân, Tp. Hồ Chí Minh). KCN Lê Minh Xuân tậ p trung các

nhà máy gây ô nhiễm nặng về cơ khí, hoá chất, sơ n, thuốc tr ừ sâu, xử lý rác thải

công nghiệ p ….

Mẫu xác định đượ c lấy theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4556 – 88.

2.2.3.1- Chuẩn bị mẫu

Mẫu phân tích đượ c chia thành hai phần, mỗi phần 200 ml. Tuy nhiên, đối

vớ i mẫu nướ c thải của các khu công nghiệ p, thể tích mẫu xác định đượ c sử dụng là

100 ml do trong mẫu nướ c thải này chứa nhiều tạ p chất hơ n trong mẫu nướ c sinh

hoạt và nướ c sông.

Phần thứ nhất ( Phần I ) không cho vào các hợ p chất Phenol chuẩn, phần thứ

hai ( Phần II ) có thêm các hợ p chất Phenol chuẩn vớ i nồng độ là 0.0005 µg/ml

trong mẫu nướ c sông, nướ c sinh hoạt và 0.001 µg/ml đối vớ i nướ c thải của các khu

công nghiệ p.

Từ nồng độ các hợ p chất Phenol có trong phần I ( nếu có ) và nồng độ các

hợ p chất Phenol có trong phần II, hiệu suất thu hồi khi xác định mẫu thật đượ c tính

theo công thức 2.1

57



Hiệu suất thu hồi ( % )

Diện tích mũi trong phần II – Diện tích mũi trong trong phần I (nếu có)

Diện tích mũi trong mẫu chuẩn

x 100

58

Công thức 2.1: Công thức tính hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi xác định

2.2.3.3- K ết quả

- Mẫu nướ c sinh hoạt.

K ết quả sắc kí đồ ở Hình 2.19 cho thấy trong nướ c sinh hoạt không có mũi

Phenol và dẫn xuất đượ c phát hiện.

mẫu thật.

Diện tích các mũi trong mẫu chuẩn đượ c trình bày trong Bảng 2.8.

2.2.3.2- Xử lý mẫu

Quy trình xử lý mẫu đượ c thực hiện theo sơ đồ Hình 2.18, trong đó mẫu tự tạo đượ c thay thế bằng mẫu thật.



Hình 2.19: Sắc kí đồ của mẫu nướ c sinh hoạt .Thành phần pha động là

ACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện

cực Glassy carbon tại thế 1.1 (V). Lượ ng mẫu tiêm 20 µl.

Hiệu suất chiết các hợ p chất Phenol trong mẫu nướ c sinh hoạt bằng phươ ng

pháp thêm chuẩn đượ c trình bày trên Bảng 2.17, qua đó cho thấy quá trình xử lý

mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết SPE của các hợ p chất Phenol đượ c thực hiện theo

sơ đồ Hình 2.18 cho hiệu suất thu hồi cao và độ lặ p lại tốt trên mẫu thật.

Bảng 2.17: Hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c sinh

hoạt.

Hiệu suất thu hồi ( % )Tên chấtLần 1 Lần 2 Lần 3

Hiệu suất thu hồi(% ) trung bình

Độ lệch( % )

Resorcinol 95.42 97.64 94.56 95.87 1.59

Pyrocatechol 94.67 93.89 95.69 94.75 0.90

Phenol 95.63 97.48 96.66 96.59 0.93

P-Nitrophenol 97.32 95.41 94.96 95.90 1.25

2-Clorophenol 98.14 95.74 96.12 96.67 1.29

O-Nitrophenol 97.44 95.15 96.78 96.45 1.78

59



60

- Mẫu nướ c sông.

Mẫu nướ c sông Sài Gòn

Sắc kí đồ ở Hình 2.20 cho thấy mẫu nướ c sông Sài Gòn không có Phenol và

hợ p chất dẫn xuất từ Phenol.

Hình 2.20: Sắc kí đồ của mẫu nướ c sông Sài Gòn. Thành phần pha động là




Sài Gòn.




(% ) trung bình

Độ lệch

( % )

Resorcinol 95.42 93.25 93.18 93.95 1.36

Pyrocatechol 94.36 91.49 92.79 92.88 1.55

Phenol 97.14 96.78 96.48 96.80 0.34

P-Nitrophenol 95.47 93.79 92.42 93.89 1.63

2-Clorophenol 96.38 93.38 96.98 95.58 2.02

O-Nitrophenol 95.89 92.47 93.78 94.05 1.83



61

Mẫu nướ c sông Đồng Nai

Sắc kí đồ ở Hình 2.21cho thấy mẫu nướ c sông Đồng Nai không có các hợ p

chất Phenol.

Hình 2.21: Sắc kí đồ của mẫu nướ c sông Đồng Nai. Thành phần pha động làACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện



Đồng Nai




(% ) trung bình

Độ lệch

( % )

Resorcinol 92.56 94.11 92.46 93.04 0.99

Pyrocatechol 91.78 94.32 94.78 93.63 1.73

Phenol 93.49 95.13 92.16 93.59 1.59

P-Nitrophenol 92.97 92.78 95.78 93.84 1.79

2-Clorophenol 94.12 91.89 92.89 92.97 1.20

O-Nitrophenol 94.23 92.78 91.79 92.93 1.32



62

Mẫu nướ c sông Chợ Đệm

Trên sắc kí đồ ở Hình 2.22 của mẫu nướ c sông chợ Đệm có xuất hiện mũi tại

vị trí của các hợ p chất Phenol. Dựa trên thờ i gian lưu có hai hợ p chất Phenol đượ c

phát hiện là Pyrocatechol và p-Nitrophenol.

Tuy nhiên, trên sắc kí đồ của mẫu nướ c sông chợ Đệm có thêm chuẩn ( Hình

2.23 ) mũi Pyrocatechol không thay đổi chiều cao và diện tích so vớ i mẫu chuẩn

nên không thể khẳng định trong mẫu nướ c sông chợ Đệm có hợ p chất Pyrocatechol.

Mũi p-Nitrophenol có chiều cao và diện tích tăng lên so vớ i mẫu chuẩn nên có thể

xác định trong mẫu nướ c sông chợ Đệm có hợ p chất p-Nitrophenol.

Hình 2.22: Sắc kí đồ mẫu nướ c sông Chợ Đệm khi không thêm chuẩn các

hợ p chất Phenol. Thành phần pha động là ACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70

v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế 1.1 (V). Lượ ng

mẫu tiêm 20 µl.



63

Hình 2.23: Sắc kí đồ mẫu nướ c sông Chợ Đệm khi có thêm chuẩn các hợ p

chất Phenol. Mũi 1: Resorcinol, 2: Pyrocatechol, 3: Phenol, 4: Paranitrophenol, 5:

2-Clorophenol, 6: Ortonitrophenol. Thành phần pha động là ACN/MeOH/Đệm

Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện cực Glassy carbon

tại thế 1.1 (V). Lượ ng mẫu tiêm 20 µl.

Trong quá trình r ửa giải các hợ p chất Phenol qua cột SPE C18, một số tạ p

chất có trong mẫu xác định có thể bị r ửa giải theo, khi đó sẽ làm ảnh hưở ng đến k ết

quả phân tích, làm dơ cột và đầu dò. Do đó, các tạ p chất này cần đượ c loại bỏ bằng

một dung môi r ửa tạ p thích hợ p.Đối vớ i mẫu nướ c sinh hoạt, nướ c sông Đồng Nai và nướ c sông Sài Gòn, trên

sắc kí đồ không xuất hiện mũi tạ p khi xử lí mẫu theo sơ đồ Hình 2.18, tuy nhiên khi

phân tích mẫu nướ c sông Chợ Đệm, trên sắc kí đồ chứa nhiều mũi không xác định

nên đượ c sử dụng để khảo sát thành phần dung môi r ửa tạ p. Ba dung môi gồm

Nướ c cất 2 lần, hỗn hợ p dung môi Nướ c cất 2 lần: Methanol ( 95: 5, v: v ) và hỗn



64

hợ p dung môi Nướ c cất 2 lần: Methanol ( 90: 10, v: v ) vớ i thể tích là 5 ml lần lượ t

đượ c khảo sát.

Trên sắc kí đồ Hình 2.24, Hình 2.25 và Hình 2.26 cho thấy khi độ phân cực

của dung môi r ửa tạ p giảm thì diện tích mũi không xác định bị giảm đi. Tuy không

r ửa hết đượ c các tạ p chất nhưng cũng làm giảm ảnh hưở ng của các chất này đặc biệt

là các muối ion kim loại lên quá trình xác định các hợ p chất Phenol.


hợ p chất Phenol. Dung môi r ửa tạ p là 5 ml Nướ c cất 2 lần. Thành phần pha động làACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện





hợ p chất Phenol. Dung môi r ửa tạ p là 5 ml hỗn hợ p dung môi Nướ c cất 2 lần:

Methanol ( 95: 5, v: v ). Thành phần pha động là ACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 (

25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế 1.1 (V).

Lượ ng mẫu tiêm 20 µl.

65




chất Phenol. Dung môi r ửa tạ p là 5 ml hỗn hợ p dung môi Nướ c cất 2 lần: Methanol

( 90: 10, v: v ). Thành phần pha động là ACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70

v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế 1.1 (V). Lượ ngmẫu tiêm 20 µl.

Tuy nhiên k ết quả đượ c trình bày trên Bảng 2.20 và Hình 2.27 cho thấy khi độ

phân cực của dung môi r ửa tạ p giảm thì hiệu suất chiết các hợ p chất Phenol cũng

giảm theo

Bảng 2.20: K ết quả hiệu suất chiết các hợ p chất Phenol theo dung môi r ửa tạ p.

Chất phân tích Nướ c cất

Nướ c cất: MeOH

(95:5, v:v)

Nướ c cất: MeOH

(90:10, v:v)

Resorcinol 94.82 91.65 82.55


Phenol 94.02 93.88 85.35

p-Nitrophenol 93.77 91.49 84.24

2-Clorophenol 94.78 92.05 82.94

o-Nitrophenol 96.77 93.94 83.32

66



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90


100

Nướ c cất Nướ c cất:MeOH

(95:5,v:v)

Nướ c cất:MeOH

(90:10,v:v)



Hình 2.27: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi theo loại dung môi r ửa tạ p

Qua k ết quả đượ c trình bày trong sắc kí đồ Hình 2.24, Hình 2.25, Hình 2.26,

Bảng 2.20 và Hình 2.27, hỗn hợ p Nướ c cất 2 lần: Methanol ( 95: 5, v: v ) đượ c lựa

chọn để vừa r ửa tươ ng đối tốt các tạ p chất, vừa không bị mất các hợ p chất Phenol

và hỗn hợ p này đượ c sử dụng như dung môi r ửa tạ p trong các quá trình tiế p theo.

Sau quá trình khảo sát dung môi r ửa tạ p, k ết quả phân tích mẫu nướ c sông Chợ

Đệm đượ c trình bày trên Bảng 2.21.

Bảng 2.21: K ết quả phân tích mẫu nướ c sông Chợ Đệm.

MẫuVmẫu

(ml)

Lượ ng p-

Nitrophenol thêm

vào ( µg/ml )

AA*

(ĐVDT )

C*

(µg/ml)

Hàm lượ ng p-

Nitrophenol

(µg/l)

I.1 200 0 2021598 0.08320 0.8320 " 0.0077I.2 200 0 2061893 0.08482 0.8482 " 0.0077

I.3 200 0 1996325 0.08154 0.8154 " 0.0077

II.1 200 0.1 3996398 0.18154 1.8154 " 0.0077

II.2 200 0.1 3952589 0.17935 1.7935 " 0.0077

II.3 200 0.1 3914517 0.17745 1.7745 " 0.0077

C* đượ

c tính từ

phươ

ng trình hồi quy AA = 2E+07*C + 365585

67



68

Theo quy trình xử lý mẫu đượ c trình bày trên sơ đồ Hình 2.18, hàm lượ ng p-

Nitrophenol trong mẫu thật đượ c tính theo công thức sau:

Công thức 2.2: Tính hàm lượ ng các hợ p chất Phenol có trong mẫu thật.

Hàm lượ ng p-Nitrophenol có trong mẫu nướ c sông Chợ Đệm đượ c tính theo

Công thức 2.2.

XTB = ( 0.8320 + 0.8482 + 0.8154 ) / 3 = 0.8319.

0 p,X = (4.3x0.0167)x31/2 = 0.041

, C p-Nitrophenol = 0.832 " 0.041 ( µg/l )

Từ nồng độ các hợ p chất Phenol có trong mẫu thật và nồng độ các hợ p chấtPhenol chuẩn đượ c thêm vào, hiệu suất thu hồi các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là

nướ c sông chợ Đệm đượ c tính theo Công thức 2.1. K ết quả đượ c trình bày trên

Bảng 2.22.


Chợ Đệm.




(% ) trung bình

Độ lệch

( % )

Resorcinol 92.45 94.26 94.27 93.66 1.12

Pyrocatechol 93.19 94.18 96.87 94.75 2.01

Phenol 96.15 92.11 93.62 93.96 2.17

P-Nitrophenol 93.27 96.08 94.18 94.51 1.52

2-Clorophenol 93.23 96.14 95.88 95.08 1.69

O-Nitrophenol 94.26 92.43 95.82 94.17 1.80

( ) 1000/*

×=−

mau

l Nitropheno pV

C l g C μ

X pTB X X ,ε ±=

3

3.4,,

x x f p

X p

S

n

S t ×=

×=ε

vớ i: XTB = ( C I.1 + C I.2 + C I.3 )/3



69

- Mẫu nướ c thải

Mẫu nướ c thải khu công nghiệ p ( KCN ) Lê Minh Xuân.

100 ml mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân đượ c xử lý theo sơ đồ Hình 2.18.

Trên sắc kí đồ của mẫu xác định và bằng phươ ng pháp thêm chuẩn vào mẫu cho

thấy 2 mũi có thờ i gian lưu trùng vớ i thờ i gian lưu của Phenol và p-Nitrophenol.

Hình 2.28: Sắc kí đồ của mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân. Thành phần

pha động là ACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2

ml/phút. Điện cực Glassy carbon tại thế 1.1 (V). Lượ ng mẫu tiêm 20 µl.

12

35 6

4



Hình 2.29: Sắc kí đồ mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân khi có thêm chuẩn

các hợ p chất Phenol. Mũi 1: Resorcinol, 2: Pyrocatechol, 3: Phenol, 4:

Paranitrophenol, 5: 2-Clorophenol, 6: Ortonitrophenol. Thành phần pha động là



K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân đượ c trình bày trên

Bảng 2.23 và Bảng 2.24 và Bảng 2.25.

70



Bảng 2.23: K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân bằng

phươ ng pháp thêm chuẩn.

Mẫu Vmẫu (ml)

Lượ ng Phenol

thêm vào ( µg/ml )

AA*

(ĐVDT )

C*

(µg/ml)

Hàm lượ ng

Phenol (µg/l)

I.1 100 0 1821463 0.07368 0.737 " 0.012

I.2 100 0 1855874 0.07540 0.754 " 0.012

I.3 100 0 1803658 0.07279 0.728 " 0.012

II.1 100 0.1 3766398 0.17093 1.709 " 0.012

II.2 100 0.1 3752598 0.17024 1.702 " 0.012

II.3 100 0.1 3724517 0.16883 1.688 " 0.012

C* đượ c tính từ phươ ng trình hồi quy AA = 2E+07*C + 347820.

Hàm lượ ng Phenol có trong mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân đượ c tính

theo Công thức 6.2.

XTB = ( 0.737 + 0.754 + 0.728 ) / 3 = 0.739666.

0 p,X = (4.3x0.0132)x31/2 = 0.033

, CPhenol = 0.740 " 0.033 ( µg/l )Bảng 2.24: K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân bằng

phươ ng pháp thêm chuẩn.

MẫuVmẫu

(ml)

Lượ ng p-

Nitrophenol thêm

vào ( µg/ml )

AA*

(ĐVDT )

C*

(µg/ml)

Hàm lượ ng p-

Nitrophenol

(µg/l)

I.1 100 0 2761463 0.11979 1.1979 " 0.0078

I.2 100 0 2855874 0.12451 1.2451 " 0.0078

I.3 100 0 2783658 0.12090 1.2090 " 0.0078

II.1 100 0.1 4666398 0.21504 2.1504 " 0.0078

II.2 100 0.1 4752589 0.21935 2.1935 " 0.0078

II.3 100 0.1 4724517 0.21795 2.1975 " 0.0078

C* đượ c tính từ phươ ng trình hồi quy AA = 2E+07*C + 365585

71



Hàm lượ ng p-Nitrophenol có trong mẫu nướ c thải KCN Lê Minh Xuân đượ c

tính theo Công thức 2.2.

XTB = (1.1979 + 1.2451 + 1.2090) / 3 =1.217333.

0 p,X = (4.3x0.0251)x31/2 = 0.062.

, C p-Nitrophenol = 1.217 " 0.062 ( µg/l )

Tổng hàm lượ ng các hợ p chất Phenol có trong mẫu nướ c thải KCN Lê Minh

Xuân là:

- CTổng = CPhenol + C p-Nitrophenol = 1.957 " 0.069 ( µg/l ).

Bảng 2.25: Hiệu suất thu hồi của các hợ p chất Phenol trong nướ c thải KCN

Lê Minh Xuân bằng phươ ng pháp thêm chuẩn.Hiệu suất thu hồi ( % )

Tên chấtLần 1 Lần 2 Lần 3


(% ) trung bình

Độ lệch

( % )

Resorcinol 91.76 90.37 93.22 91.78 1.55

Pyrocatechol 92.67 90.35 92.19 91.74 1.33

Phenol 91.41 91.72 90.33 91.15 0.80

P-Nitrophenol 90.09 92.39 93.9992.16 2.132-Clorophenol 92.17 91.42 90.21 91.27 1.08

O-Nitrophenol 92.25 92.41 91.82 92.16 0.33

Mẫu nướ c thải khu công nghiệ p ( KCN ) Biên Hoà II.

100 ml mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II đượ c xử lý theo sơ đồ Hình 2.18.

Trên sắc kí đồ của mẫu xác định và sắc kí đồ của mẫu có không thêm chuẩn cho

thấy mẫu nướ c thải có chứa 2-Clorophenol .

72



73

Hình 2.30: Sắc kí đồ của mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II. Thành phần pha

động là ACN/MeOH/Đệm Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút.

Điện cực Glassy carbon tại thế 1.1 (V). Lượ ng mẫu tiêm 20 µl.



74

Hình 2.31: Sắc kí đồ mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II khi có thêm chuẩn các

hợ p chất Phenol. Mũi 1: Resorcinol, 2: Pyrocatechol, 3: Phenol, 4: Paranitrophenol,

5: 2-Clorophenol, 6: Ortonitrophenol. Thành phần pha động là ACN/MeOH/Đệm

Acetate pH 5 ( 25/5/70 v/v/v ). Tốc độ dòng 0.2 ml/phút. Điện cực Glassy carbon

tại thế 1.1 (V). Lượ ng mẫu tiêm 20 µl.

K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II đượ c trình bày trên

Bảng 2.26 và Bảng 2.27.



Bảng 2.26: K ết quả phân tích mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II bằng phươ ng


Mẫu Vmẫu

(ml)Lượ ng 2-Clorophenol

thêm vào ( µg/ml )AA*

(ĐVDT )C*

(µg/ml)

Hàm lượ ng 2-

Clorophenol

(µg/l)

I.1 100 0 2856981 0.12550 1.255 " 0.012

I.2 100 0 2831565 0.12423 1.242 " 0.012

I.3 100 0 2789614 0.12214 1.221 " 0.012

II.1 100 0.1 5163218 0.24082 2.408 " 0.012

II.2 100 0.1 5132589 0.23982 2.398 " 0.012

II.3 100 0.1 5084517 0.23688 2.368 " 0.012

C* đượ c tính từ phươ ng trình hồi quy AA = 2E+07*C + 436911.

Hàm lượ ng 2-Clorophenol có trong mẫu nướ c thải KCN Biên Hoà II đượ c

tính theo Công thức 2.2.

XTB = ( 1.255 + 1.242 + 1.221 ) / 3 = 1.23933.

0 p,X = (4.3x0.0171)x31/2 = 0.042, C2-Clorophenol = 1.239 " 0.042 ( µg/l )

Hiệu suất thu hồi đượ c tính từ nồng độ các hợ p chất Phenol có trong mẫu xác

định và bằng phươ ng pháp thêm chuẩn. K ết quả đượ c trình bày trên Bảng 2.32.

Bảng 2.27: Hiệu suất thu hồi của các hợ p chất Phenol khi mẫu thật là nướ c

thải KCN Biên Hoà II.




(% ) trung bình

Độ lệch

( % )

Resorcinol 91.14 92.65 94.87 92.89 2.02

Pyrocatechol 91.32 90.78 93.12 91.74 1.34

Phenol 92.74 90.12 93.69 92.18 2.01

P-Nitrophenol 92.15 90.26 94.35 92.25 2.22

2-Clorophenol 94.75 92.45 91.42 92.87 1.84

O-Nitrophenol 94.55 92.14 91.99 92.89 1.55

75



PHẦ N K ẾT LUẬ N

76



CHƯƠ NG 3- K ẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

3.1- K ết luận

Qua quá trình nghiên cứu xác định các hợ p chất Phenol trong nướ c bằng

phươ ng pháp sắc kí lỏng k ết hợ p vớ i đầu dò Điện hoá, chúng tôi đạt đượ c những k ết

quả sau:

- Nghiên cứu thành công thành phần dung môi r ửa giải và các thông số

vận hành máy ( tốc độ dòng của dung môi r ửa giải, thế áp của đầu dò Điện hoá …).

- Xây dựng đườ ng chuẩn các hợ p chất Phenol.

- Xây dựng quá trình xử lí mẫu và tối ưu hóa qui trình chiết SPE của các

hợ p chất Phenol vớ i độ đúng và độ chính xác cao, đồng thờ i xác định các hợ p chất

Phenol trên mẫu thật là nướ c sinh hoạt, nướ c sông và nướ c thải của các khu công

nghiệ p.

3.2- Đề xuất

Vớ i việc xây dựng đượ c quy trình xử lý mẫu và xác định các hợ p chất

Phenol bằng phươ ng pháp sắc kí lỏng k ết hợ p vớ i đầu dò Điện hoá, chúng ta có thể

kiểm soát đượ c chất lượ ng nướ c thải về chỉ tiêu Phenol tổng của các nguồn nướ c

thải ra môi tr ườ ng hiện nay, đặc biệt là các nhà máy sản xuất giấy, gỗ, thuốc tr ừ sâu,

hạt đều ….

Việc trang bị một đầu dò Điện hoá tươ ng đối kinh tế hơ n so vớ i việc trang

bị một đầu dò Khối phổ đượ c sử dụng phổ biến hiện nay sẽ tiết kiệm đượ c chi phí

trong quá trình xác định các hợ p chất Phenol và dẫn xuất.

Do thờ i gian có hạn nên luận văn chỉ xác định các hợ p chất Phenol trong

mẫu nướ c. Trong thờ i gian tớ i, chúng tôi tiế p tục nghiên cứu để mở r ộng phạm vi

ứng dụng của phươ ng pháp này trên nhiều đối tượ ng khác nhau.

77



TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phần Tiế ng Việt

1- Nguyễn Ngọc Sươ ng ( 1995 ), “ C ơ S ở Lý Thuyế t Hoá H ữ u C ơ Phần II

“,Tr ườ ng ĐH KHTN.

2- Lê Ngọc Thạch, Tr ần Hữu Anh ( 1999 ), “ Hóa H ọc H ữ u C ơ “, Nxb. Giáo

Dục.

3- Nguyễn Thanh Khuyến ( 2006 ), Giáo trình Các Phươ ng Pháp S ắ c Kí dành

cho học viên sau đại học, Tr ườ ng ĐH KHTN.

4- Võ Diệ p Thanh Thủy ( 2007 ), Giáo trình Các Phươ ng Pháp S ắ c Kí dành cho

sinh viên đại học, Tr ườ ng ĐH KHTN.

5- Nguyễn Thị Xuân Mai ( 2006 ), Giáo trình Hoá Tr ắ c Quang dành cho học

viên sau đại học, Tr ườ ng ĐH KHTN.

6- Cù Thành Long ( 2006 ), Giáo trình C ơ S ở Phươ ng Pháp Thố ng Kê Trong

Thự c Nghiệm Hoá H ọc dành cho học viên sau đại học, Tr ườ ng ĐH KHTN.

7- Nguyễn Thanh Khuyến, Nguyễn Phướ c Thành ( 1993 ), Giáo trình Phân Tích

Điện Hóa dành cho sinh viên đại học, Tr ườ ng ĐH Tổng Hợ p Tp. HCM.

8- Trung tâm giáo dục và phát triển sắc kí Việt Nam ( EDC VN ), S ắ c kí l ỏng

cao áp, S ắ c kí l ỏng phân giải cao ( HPLC ).

9-

Tr ần Hiếu Nhê ( 1998 ), Thoát nướ c và xử lý nướ c thải công nghiệ p, Nxb.Khoa học và K ỹ thuật.

10- Nguyễn Văn Kiết ( 2006 ), Quan tr ắ c nướ c thải công nghiệ p, Nxb. Khoa học

K ỹ thuật.

11- Nguyễn Thị Thịnh ( 2004 ), Nghiên cứ u xác định Phenol và các d ẫ n xuấ t

Chlorophenol trong nướ c bằ ng phươ ng pháp Hùynh quang phân t ử , Luận văn

thạc s ĩ Hóa học, Tr ườ ng ĐH KHTN.

78



12- Tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN ) 6199 – 1: 1995 “ Xác định các Phenol đơ n

hoá tr ị l ự a chọn. Phần 1:Phươ ng pháp sắ c kí khí sau khi làm giàu bằ ng chiế t “

13- Tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN ) 6216 – 1996 “ Xác định chỉ số Phenol –

Phươ ng pháp tr ắ c phổ dùng 4 – Aminoantiptrin sau khi chư ng cấ t “.

14- TCVN 5942 : 1995 “ Chất lượ ng nướ c – Tiêu chuẩn chất lượ ng nướ c mặt “.

15- TCVN 5945 : 2005 “ Nướ c thải công nghiệ p – Tiêu chuẩn thải “.

16- TCVN 4556 – 88 “ Phươ ng pháp lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu “.

Phần Tiế ng Anh

17- http://www.laballiance.com, Components Of The HPLC System: Resources

for Analytical Chemistry and Seperation Science, Scientific Systems, Inc.

18- http://www.library4science.com, Liquid Chromatography, Journal of

Chromatographic Science.

19- http://ionsource.com, Andrew Guzzetta, Reverse Phase HPLC Basics for LC-

MS .

20- http://www.Phenominex.com. Column protection guide.

21- Waters 2465 – Electrochemical Detector, Operator’s guide, Waters Inc.

22- Waters 1525 – LC Pump, Operator’s guide, Waters Inc.

23- Leonardo S. Andrade, Edison A. Laurindo, “ Development of a HPLC method

to follow the degradation of Phenol by electrochemical or

photoelectrochemical treatment “, Journal of The Brazilian Chemical Society,May 2, 2005.

24- EPA Method 604, Phenols, Part VIII , Environmental Protection Agency,

Washington, DC, 1984, p.58.

25- EPA Method 625, Base/Neutrals and Acids , Part VIII , Environmental

Protection Agency, Washington, DC, 1984, p.153.

79



26- EPA Method 8041, Phenols by Gas Chromatography: Capillary Column

Tecnique, Environmental Protection Agency, Washington, DC, 1995, p.1.

27- Otilia Vieira, Isabelle Escargueil-Blanc, Olivier Meilhac, “ Effect of dietary

phenolic compounds on apoptosis of human cultured endothelial cells induced

by oxidized LDL”, British Journal of Pharmacology (1998) 123, 565–573.

28- D. Puig, D. Barceló, “ Determination of Phenolic Compounds in water and

waste water “, Analytical Chemistry ( 1996 ) 15, 362 – 375.

29- E. Pocurull, M. Calull, “Determination of phenolic compounds at low µg.l-1

levels by various solid-phase extraction followed by liquid chromatography

and diode – array detection “, Journal of Chromatography A ( 1996 ), 719,

105-112.

30- C. Mahugo Santana, Z. Sosa Ferrera, “ Use of non-ionic surfactant solutions

for the extrction and preconcentration of phenolic compounds in water prior to

their HPLC – UV detection “, Analyst ( 2002 ) 127, 1031 – 1037.

31- N. Masqué, E. Pocurull, R.M. Marcé, “ Determination of Eleven Priority EPA

Phenolics at ng L-1

. Levels by On-Line Solid-Phase Extraction and Liquid

Chromatography with UV and Electrochemical Detection”, Chromatographia

( Feb. 1998 ) 47, No. 3/4, 176.

32- J.L. Bernal, M.J. Nozal, “ Determination of phenolic compounds in water

samples by on-line solid-phase extraction – supercritical – fluid

chromatography with diode – array detection “, Chromatographia ( Sep. 1997

), 46, 295 – 300.

33- Kaija Kuivasniemi, Varpu Eloranta, “ Acute Toxicity of Some Chlorinated

Phenolic Compounds to Selenastrum capricornutum and Phytoplankton”,

Arch. Environ. Contam. Toxicol. (1985) 14, 43-49.

34- O. Busto , J. C. Olucha, E Borrull, “ Determination of Phenolic Compounds in

Water by HPLC by Linear Gradient ”, Chromatographia (Nov. 1991 ) 32, 423.

80



35- E. Pocurull, R. M. Marce, F. Borrull, “ Liquid Chromatography of Phenolic

Compounds in Natural Water Using On-Line Trace Enrichment “,

Chromatographia ( Jan. 1995 ) 40, No. 1/2, 85 – 90.

36- Magda Medlr, Anton Arrlola, Donald Mackay, Phenol Recovery from Water

Effluents with Mixed Solvents, J. Chem. Eng. Dah (1985 ), 30, 157-159.

37- Ariadne C. Hogenboom, Ingrid Jagt, “ On-line Trace Level Determination of

Polar Organic Microcontaminants in Water Using Various Pre-column

Analytical Column Liquid Chromatographic Techniques With Ultraviolet

Absorbance and Mass Spectrometric Detection “, Analyst ( Nov.1997), 122,

(1371–1377).

38- World Health Organization ( Geneva 1994 ), “ Phenol health and safety Guide

“, UNEP and ILO.

81



PHẦ N PHỤ LỤC

82



Y

Y

Y J X

( )n

XjS X U

A J

)(=

( )n

Xj X U

A J

)(σ =

( )3

a X U

A J =

I.1- Phươ ng pháp tính độ lệch :

Độ lệch đượ c tính theo công thức sau :

Độ lệch ( % ) = (Sn,x/ )*100, vớ i : Sn,x : Độ lệch chuẩn mẫu.

: Diện tích trung bình của 3 lần

tiêm.

Quá trình tiêm lặ p lại tốt khi Độ lệch ( % ) < 10.

I.2- Đánh giá khoảng bất ổn của k ết quả phân tích

Theo quy định của tổ chức ISO 1993, việc đánh giá sai số của k ết quả phân

tích căn cứ vào “ khoảng bất ổn “. Đối vớ i mỗi k ết quả phân tích, ngườ i ta đặc tr ưng

bằng 3 thông số sau:

- Giá tr ị trung bình

- Khoảng bất ổn mở r ộng U (X j) , U (Y)

- Số bậc tự do ( hoặc số bậc tự do hiệu dụng (eff

I.2.1- Cách tính U(X j) và ((Y j)

Theo phép đo lặ p lại ( phân bố Student )

(eff = n – 1

Theo ( X j) ( phân bố Gauss )

(eff = 4

Theo dung sai ( Tolerance ) của hãng sản xuất dụng cụ đo lườ ng, ta

chấ p nhận “ phân bố chữ nhật “

(eff = 4

83



3

21

X

X X Y

×=

j

j X

Y C

∂

∂=

∑=

=

k

j

j j X uC Y u1

22 )()(

∑=

=k

j j

j j

eff

X u

X uC

Y u

1

4

)(

)(

)(γ

95.0),(),( =± P Y Y U Y eff γ

I.2.2- Cách tính phân bố chuẩn u(Y), phân bố mở r ộng U(Y) và số bậc tự do

hiệu dụng (eff (Y)

Tính

Lậ p công thức tính hệ số nhạy C j của từng measurand Y

( Lấy đạo hàm riêng từng phần của Y theo từng biến X j )

Tính khoảng bất ổn chuẩn u(Y)

Công thức tổng quát

I.2.3- Cách tính U(Y) và biểu diễn k ết quả cuối cùng

Theo ISO GUIDE 1993 quy định khoảng bất ổn mở r ộng U(Y) đượ c tính vớ i

P $ 0.95. Biểu diễn cuối cùng k ết quả tính measuarand Y như sau:

I.2.4- Cách tính u(X*) và U(X*) trong phươ ng pháp đồ thị chuẩn

Sử dụng phép giải tích hồi quy tuyến tính, từ đồ thị và bảng tính ta suy ra

phươ ng trình hồi quy

Y* = a + bX*

Vớ i:

X*: nồng độ cần phải xác định trong mẫu, trung bình của m lần đo lặ p

lại.

84



99.0≥r

Y*: tín hiệu phân tích đo đượ c của mẫu, trung bình của m lần đo lặ p

lại

Khi đồ thị đượ c coi là tốt.

Tính khoảng bất ổn chụẩn u(X*)

Vớ i So đượ c tính bằng công thức

m: số lần đo và lặ p lại

( ) }{ ∑ ∑−

−++=

222

)*(11*)(

ii

o

X X k b

Y Y k

mk b

S X u

( ) ( )2

...2

0

2

−

−−

=

∑ ∑ ∑k

Y X bY aY

S

Vớ i:

k: số điểm trên đồ thị

k

Y

Y

k

i

i∑== 1

2*)( −= k X γ

*)(,95.0 X ut eff γ

=*)( X U

Biểu diễn k ết quả

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC HỢP CHẤT PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ...

Documents

Transcript of NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC HỢP CHẤT PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÍ...