* Kỹ thuật ở điều kiện tĩnh: Gồm 3 bớc chính
- Phân bố chất tan giữa hai pha rắn- lỏng, cho một lợng pha rắn vào một thể tích xác định dung dịch mẫu cần phân tích, điều chỉnh môi trờng phù hợp. Sau đó lắc hay khuấy trong một thời gian xác định.
- Tách hai pha rắn - lỏng: Bằng cách lọc hay ly tâm - Giải hấp chất phân tích ra khỏi pha rắn
Vật liệu pha rắn (pha tĩnh) đợc nạp vào các cột (đợc cố định hai đầu) hoặc vật liệu đợc cố định trong các mạng lới rồi ép thành các đĩa màng mỏng và đợc cố định trong các ống nhỏ, cột nhỏ. Dung dịch phân tích chảy qua cột liên tục và trong quá trình đó chất phân tích bị hấp thu lên pha tĩnh.
* Các bớc chính trong kỹ thuật SPE bao gồm:
- Hoạt hóa cột chất hấp thu (pha rắn) bằng cách thờng cho dung môi thích hợp chảy qua cột chiết để thấm ớt các hạt pha rắn, hoạt hóa các nhóm chức, đuổi bọt khí, rửa sạch pha tĩnh, lấp đầy dung môi vào các khoảng trống. Sau khi hoạt hóa, pha rắn cần đợc ngâm trong dung môi.
- Hấp thu: mẫu phân tích chảy qua cột với tốc độ phù hợp, chất phân tích đợc giữ lại còn các chất khác đi ra khỏi cột. Cơ chế lu giữ có thể là lực Van Der Waals, liên kết hydro, lỡng cực- lỡng cực, trao đổi ion, tạo phức vòng càng …
Một số chất lạ khác cũng bị hấp thu cùng với chất phân tích.
- Rửa cột: tiến hành rửa cột bằng dung môi nhằm loại bỏ các chất lạ bị hấp thu cùng với chất phân tích.
- Rửa giải: dùng dung môi với thể tích phù hợp để rửa giải chất phân tích ra khỏi cột (hệ số làm giàu càng cao thì lợng dung môi rửa càng ít). Dung dịch rửa giải phải có ái lực với chất phân tích mạnh hơn so với pha tĩnh. Sau đó, xác định bằng các phơng pháp đã lựa chọn.
Bảng 3: Giới thiệu một số vật liệu pha tĩnh trong SPE
Vật liệu Cấu trúc Cơ chế
C- 18 -(CH2)17CH3 Pha đảo C- 8 -(CH2)7CH3 - C- 2 -CH2-CH3 - Xiclohexyl -(CH2)2- cyclohexyl - Phenyl -(CH2)3- phenyl - Cacbon - Polime đồng trùng hợp Polystyren - Polime đồng trùng hợp Acrylic ester -
Cyano -(CH2)3- CN Pha thờng
Diol -(CH2)3OCH2-CH(OH)-
CH2(OH) -
Silicagel -SiOH -
Florisil MgSiO3 -
Cacboxylic axit -CH2- COOH Trao đổi ion Aromatic sunfonic -(CH2)3- Phenyl- SO3H -
1.4.3.4. Ưu điểm của phơng pháp chiết pha rắn so với chiết lỏng- lỏng
So với chiết lỏng- lỏng thì SPE có u điểm hơn:
- Đây là phơng pháp tiến hành nhanh hơn, thao tác đơn giản
- Tốn ít dung môi hơn. Đặc biệt trong chiết lỏng- lỏng còn sử dụng lợng lớn dung môi đắt tiền, lại độc hại gây ô nhiễm môi trờng.
- Yêu cầu tách đơn giản hơn - Hệ số làm giàu cao hơn
Chiết pha rắn là một kỹ thuật chiết mới ra đời, kỹ thuật này đợc ứng dụng nhiều trong phân tích lợng vết, siêu vết và dạng tồn tại các ion kim loại trong các đối tợng khác nhau.
Các tác giả [37] đã nạp nhựa Amberlit XAD-16 vào các cột SPE thuỷ tinh dài 100 mm, cao 25 mm để tách, làm giàu các ion kim loại trong nớc hồ ( Cu, Pb, Cd, Cr, Ni ). Sau đó giải hấp bằng HCl 1M trong axeton. XAD-16 là sản phẩm…
Amberlite dạng Polystyren, có khả năng chịu mài mòn tốt, có độ bền, độ xốp cao, độ phân cực thấp và quan trọng hơn là nó có diện tích bề mặt riêng lớn (800 m2/g) phù hợp để hấp thu kim loại nặng.
Các tác giả [38] đã rất thành công khi sử dụng nhựa Chromosorb 102 ( sản phẩm đồng trùng hợp styrendivinylbenzen ) với diện tích bề mặt 300- 400 m2/g, kích thớc hạt 80- 100 mesh để nhồi cột thực hiện tách các kim loại Cu, Pb, Cd, Co, Ni trong các sản phẩm sữa, sođa đóng gói.
Azeredo [23] đã tạo cột SPE với chất mang là silica phủ 8- hydroxylquinolin để tách, làm giàu Cu2+, Zn2+ và sau đó xác định chúng bằng
Để xác định Cu trong nớc các tác giả [39] đã tiến hành làm giàu Cu trên cột tách nạp cacbon hoạt tính sau khi tạo phức với 1- Nitrosol-2- Naphtol hoặc Hexametylen dithiocacbamat. Rửa giải Cu ra khỏi pha tĩnh bằng HCl 2M trong axeton. Còn Bortolli, Gerotto, Marchiori, Mariconti, Palonta, Tronco [25] thì thực hiện tách, làm giàu Cd, Cu, Co.... theo phơng pháp SPE bằng cách cho các ion kim loại tạo phức với Đietylđithiocacbamat rồi hấp thu lên pha tĩnh C-18. Rửa giải chúng bởi metanol rồi xác định theo phơng pháp ICP- MS và ETA- AAS.
Phơng pháp chiết pha rắn đợc sử dụng không chỉ để tách, làm giàu các nguyên tố ở dạng tổng mà còn đợc sử dụng để xác định các trạng thái liên kết hoá trị khác nhau của cùng một nguyên tố [24]. Tác giả H. Tel, Y. Altas và M. S Taner [28] đã sử dụng cột nhồi có chứa TiO2 để tách riêng Cr(III) và Cr(VI) ra khỏi nhau rồi xác định từng dạng bằng phếp đo phổ nguyên tử. Trong khoảng pH=2, Cr (VI) hấp phụ tốt lên TiO2 (hơn 99%) trong khi Cr (III) hầu nh không hấp phụ (nhỏ hơn 1%) và nh vậy Cr (VI) bị giữ lại trên cột chiết còn Cr (III) đi ra khỏi cột.
Trong những năm gần đây, chiết pha rắn là một kỹ thuật đợc ứng dụng phổ biến ở nhiều phòng thí nghiệm. Mặt khác nhờ nhờ công nghệ hiện đại, việc biến tính các vật liệu hấp thu cổ điển đã tổng hợp ra nhiều pha rắn có các tính năng u việt, làm cho phơng pháp chiết pha rắn ngày càng hiệu quả hơn.
Chơng 2: Hóa chất và dụng cụ