D. PHA Tĩnh TRÊN Nền Mạch CARBON
c/ Các t−ơng tác cầu hydrô, và d/ Các t−ơng tác tĩnh điện.
2.6. Các cân bằng động học trong cột tách HPLC
Các cân bằng động học của các quá trình xẩy ra trong cột tách HPLC là những vấn đề hết sức phức tạp, đa dạng và còn nhiều điểm ch−a có thể giải thích đầy đủ đ−ợc cả về lý thuyết và thực nghiệm. Vì thế ở đây chúng ta chỉ đề cập đến vài vấn đề chính cơ bản, với hy vọng để làm sáng tỏ bản chất chính của quá trình sắc ký và các yếu tố ảnh h−ởng đến nó, ví dụ nh−:
• Bản chất của t−ơng tác chính ở trong cột tách của các chất, các pha, • Các cân bằng hoá học, hoá lý học trong cột tách,
y Thành phần pha động và các cân bằng động học, • Các yếu tố có ảnh h−ởng đến cân bằng trong cột tách,...
Các vấn đề này đều có liên quan đến các cân bằng động học, sự t−ơng tác, bản chất của các t−ơng tác giữa các cấu tử ( pha tĩnh, pha động, chất tan ) ở trong cột sắc ký khi chúng ta tiến hành rửa giải một hỗn hợp chất tan trong những điều kiện sắc ký đã chọn. Lúc này thành phần pha động, tốc độ rửa giải
của pha động, pH của pha động, nhiệt độ cột tách trong quá trình sắc ký và sự phân bố của các chất tan giữa hai pha tĩnh và động có tuân theo quy luật đẳng nhiệt tuyến tính hay là không tuyến tính. Đồng thời góp phần thêm vào đó, còn có các hiện t−ợng khuếch tán và đối l−u của chất tan ở trong cột. Các cân bằng phân bố nhanh đạt đ−ợc hay là chậm. Đó là những hiện t−ợng có thể xẩy ra đồng thời trong quá trình sắc ký, nh−ng lại không độc lập nhau, mà luôn luôn có ảnh h−ởng qua lại lẫn nhau. Các ảnh h−ởng đó dẫn đến cuối cùng là kết quả của sự tách sắc ký của các chất.
Về mặt động học của sự t−ơng tác của các chất trong cột sắc ký, chúng ta đều thấy rằng, khi mẫu phân tích ( chất tan ) đ−ợc nạp vào cột tách, trong cột tách sẽ tồn tại đồng thời ba thành phần chình là:
• Pha tĩnh không chuyển động và ở đây chỉ có các vị trí chứa nhóm chức hoạt động sắc ký ( các trung tâm hoạt động sắc ký ) là có những t−ơng tác nhất định, nh− hấp phụ hay trao đổi iôn xẩy ra.
• Chất phân tích vừa chuyển động từ đầu cột đến cuối cột và đồng thời trong quá trình di chuyển này lại luôn luôn có sự phân bố lại giữa hai pha động và pha tĩnh để tạo ra sự sắc ký. Nghĩa là chúng bị pha tĩnh hấp phụ, rồi lại bị rửa giải bởi pha động, và cứ nh− thế diễn ra liên tiếp nhiều lần, từ lúc ở đầu cột sắc ký đến cuối cột tách. Đó là hàng loạt các cân bằng xẩy ra liên tiếp.
• Pha động, nó là dung môi rửa giải và chuyển động theo một tốc độ nhất định trong quá trình sắc ký. Đồng thời cũng chính trong quá trình chuyển động này nó t−ơng tác với các chất, lôi kéo (rửa giải ) và mang chất phân tích ra khỏi cột tách sắc ký.
Nh− vậy trong quá trình sắc ký ở trong cột tách luôn luôn xẩy ra đồng thời ba t−ơng tác chính, đó là:
1. Sự t−ơng tác và cân bằng của chất tan với pha tĩnh, với lực F(a), 2. Sự t−ơng tác và cân bằng của chất tan với pha động, với lực F(b), và 3. Sự t−ơng tác của pha động với pha tĩnh, với lực F(c).
Kết quả của ba t−ơng tác này làm cho chất tan đ−ợc phân bố vào pha tĩnh hay pha động theo những tỷ lệ nhất định trong các điều kiện sắc ký đã chọn. Nghĩa là mỗi chất tan sẽ phân bố vào hai pha, pha tĩnh và pha động theo những tỷ lệ nhất định và điều đó dẫn đến sự tách đ−ợc, hay không tách đ−ợc các chất ra khỏi nhau trong một hỗn hợp mẫu đ−ợc nạp vào cột sắc ký.
Tuy ba t−ơng tác trên xẩy ra đồng thời, nh−ng hai t−ơng tác (a) và (b) là quyết định chính cho một quá trình sắc ký. Nếu chúng ta gọi lực t−ơng tác của ba t−ơng tác trên là Fa , Fb và Fc thì tổng của ba t−ơng tác đó là lực Ftot sẽ quyết định thời gian l−u giữ của một chất tan ở trên cột tách. Nghĩa là ta có: