- Si O Si + (C H) SiNHSi(CH ) Si O Si + NH OH OH ( CH ) SiO OSi(CH )
2.3.4. Những yêu cầu về phat ĩnh lỏng
Một pha tĩnh lỏng lý tưởng cho sắc ký khí lỏng cần thể hiện độ chọn lọc và khả năng hòa tan của các cấu tử được tách và có khoảng nhiệt độ làm việc rộng.
Chất mang Pha lỏng
Nhiệt độ làm việc nhỏ nhất nên gần nhiệt độ phòng, ở đây chất lỏng pha tĩnh phải tồn tại ở dạng lỏng chứ không phải rắn.
Khi chọn lựa pha tĩnh, một sự thỏa hiệp giữa lý thuyết và thực nghiệm phải được xem xét. Ví dụ theo phương trình Van Deemter thì hiệu quả tách của cột cao hơn nếu cột chứa pha tĩnh lỏng ít hơn so với cột như vậy chứa pha tĩnh lỏng nhiều hơn. Nhưng trong thực tế pha tĩnh lỏng phủ trên chất mang mỏng quá có thể tạo nên một sự che phủ không đầy đủ các vị trí hoạt động trên bề mặt chất mang dẫn đến sự kéo đuôi của pic, khi đó cần tăng phần trăm của pha tĩnh lỏng trên chất mang.
Các phép tách trong sắc ký khí lỏng là kết quả của những tương tác pha tĩnh hòa tan chọn lọc và sự khác nhau của hơi bão hòa của các chất tan. Lực tương tác chính chịu trách nhiệm trong tương tác của chất hòa tan với pha tĩnh là phân bố, cảm ứng, định hướng và tương tác cho nhận. Tổng của chúng được đo lường bởi “độ phân cực” của pha tĩnh đối với chất tan.
Trong sắc ký khí lỏng, khả năng chọn lọc của một cột chi phối khoảng trống giữa các pic và độ lớn cực đại của pic được tách. Sự khác nhau về độ chọn lọc là có ý nghĩa vì chúng cho phép việc tách các chất tan có cấu trúc gần giống nhau bởi một pha tĩnh chọn lọc.
Các thông số sau đây ảnh hưởng đến độ chọn lọc: Bản chất của pha tĩnh
Nồng độ của pha tĩnh Nhiệt độ cột
Việc chọn lựa và xử lý sơ bộ chất mang rắn hoặc chất hấp phụ.
Một vài loại pha tĩnh lỏng thông dụng được liệt kê trong bảng và việc chọn pha tĩnh lỏng cho một đối tượng mẫu được dựa trên qui tắc “các chất càng giống nhau thì càng tan tốt vào nhau”.
Cột không phân cực là tốt nhất cho mẫu phân tích không phân cực.
Các cột có độ phân cực trung bình thì tốt cho mẫu phân cực trung bình và phân cực mạnh thì tốt cho mẫu phân cực mạnh.
Ví dụ để tách ancol ta phải chọn pha lỏng phân cực như cacbowax-20, ngược lại để tách hidrocacbon no mạch thẳng phải sử dụng các pha lỏng không phân cực.
Khi cột dùng nhiều bị lão hóa thì pha tĩnh bị đốt bay mất nên các nhóm silan (Si-OH) bị lộ ra và các pic bị kéo dài đuôi tăng lên.
Nếu trong cột có oxi ở nhiệt độ cao cũng dẫn đến sự thoái hóa cột và pic bị kéo đuôi. Để giảm khuynh hướng pha tĩnh bị mất ở nhiệt độ cao, người ta gắn chúng vào bề mặt pha tĩnh silica bằng các liên kết cộng hóa trị.
Người ta chia các pha lỏng và các đối tượng cần tách ra nhiều nhóm theo tính phân cực của phân tử như sau:
Nhóm rất phân cực: H2O, glycol, glyxerin, poliphenol, axit dicacboxylic.
Nhóm phân cực: ancol mạch thẳng, axit béo hữu cơ, phenol, amin bậc 1,2, hợp chất nitro và nitril có chứa hydro α.
Nhóm phân cực trung bình: ete, ankanal, ankanon, este, amin bậc 3, hợp chất nitro và nitril không chứa hidro α.
Nhóm ít phân cực: hidrocacbon thơm, anken, hidrocacbon đã bị halogen hóa một phần. Nhóm không phân cực: ankan, thioankanol, sunfua, ankan đã bị halogen hóa.
Các loại pha tĩnh phổ biến nhất là Squalane, polysioxanes và polyethylene glycol. -Squalane
CH3 CH3 CH3 CH3 HC-(CH2)3-CH-(CH2)3-CH-(CH2)4-CH-(CH2)3-CH-(CH2)3-CH CH3 CH3 CH3 CH3
-Polysioxanes: là các pha tĩnh được sử dụng rộng rải nhất cho các cột sắc ký khí mao quản cũng như cột nhồi. Bởi vì cấu trúc của chúng có thể được gắn thêm một số loại nhóm chức đa dạng nên chúng thể hiện tính phân cực trong một dải rộng. Các loại silicon này là dạng gôm nhớt nên có thể phủ tốt trên silica và cũng thích hợp lý tưởng cho cột sắc ký mao quản.
Polyethylene glycol
Các pha tĩnh không chứa silicon được sử dụng rộng rải nhất là các polyethylene glycol. Chúng có sẵn trên thị trường với một khoảng rộng của trọng lượng phân tử như Carbowax 20M và Superox-4.
Cấu trúc chung của một polyethylene glycol có thể được mô tả như sau: HO-CH2-CH2-(-O-CH2-CH2-)n-O-CH2-CH2-OH
Loại pha tĩnh lỏng này có độ phân cực cao, nhưng cũng có một vài hạn chế. Ví dụ Carbowax 20M có nhiệt độ làm việc cực đại khá thấp 225oC và nhiệt độ làm việc tối thiểu là 60oC. Hơn nữa, những lượng vết của oxi và nước có những ảnh hưởng không tốt trên các pha tĩnh lỏng nhưng đặc biệt không tốt cho carbowax 20M, làm tăng nhanh quá trình lão hóa của cột.