C. Chế tạo lớp phủ
2. Mạ
3.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ cỏc chất điện ly trong dung dịch đệm
Cựng với pH của dung dịch đệm, chất điện giải (chất điện ly mạnh) trong pha động cú vai trũ rất quan trọng và phải cú nồng độ thớch hợp. Trong thực tế ngƣời ca cố gắng chọn chất đệm pH cũng đồng thời là chất điện giải của sắc ký điện di. Nhƣ vậy, pha động sẽ khụng cú thành phần phức tạp, khụng ảnh hƣởng đến quỏ trỡnh tỏch sắc ký. Ở đõy chỳng tụi chọn hỗn hợp benzylamin và axit axờtic vừa làm chất đệm pH vừa làm chất điện giải cho quỏ trỡnh điện di.
Bảng 6: thành phần dung dịch chất điện ly ở pH: 4,6 Số thớ nghiệm Thành phần dung dịch đệm Benzinlamin (mM) Axit axetic (mM) HIBA (mM) NTĐH (ppm) DD 1 7,3 3,5 6 5 DD 2 11 10 6 5 DD 3 13 14 6 5 Hỡnh 8: Dung dịch 1 Hỡnh 9: Dung dịch 2
Thực nghiệm cho thấy khi tăng tỷ lƣợng của thành phần đệm thỡ thời gian di chuyển của cỏc ion tăng lờn, nhƣng sự tăng là khụng lớn. Điều này cho thấy: Trong ống mao quản khi nồng độ chất điện giải tăng tức là nồng độ cỏc ion tăng, cỏc ion này sẽ làm giảm độ lớn của lớp điện kộp, vỡ lớp điện kộp và thế Zờta phụ thuộc vào lực ion của dung dịch đệm điện di. Yếu tố liờn quan đến sự hỡnh thành, độ lớn và sự tồn tại của lớp điện kộp trong mao quản. Khi lực ion của dung dịch đệm điện di tăng thỡ lớp điện kộp bị hẹp lại. Do đú làm thế Zờta giảm, tức là ảnh hƣởng đến dũng điện di thẩm thấu. Điều này thể hiện qua cụng thức.
VEOF = E.(ε.ζ/η) (45)
Trong đú:
ζ = (4Π.rd.q)/ε. ζ -Thế zờta
rd- Bỏn kớnh hydrat của ion. rd = (ε.K.T)/8.Π.e2.I
Cụng thức tớnh rd cho thấy: Khi nồng độ đệm lớn tức là giỏ trị lực ion I lớn thỡ rd giảm, nghĩa là thế Zờta giảm theo cụng thức tớnh ε. Khi đú tốc độ của dũng EOF giảm, làm cho tốc độ di chuyển của cỏc ion nguyờn tố đất hiếm giảm theo. Nhƣng sự giảm này là khụng đỏng kể khi nhỡn vào cụng thức tớnh rd.
Đệm dung dịch 1: thời gian di chuyển của cỏc ion đất hiếm tƣơng đối dài, pic của phổ ghi đƣợc rộng chõn.
Đệm dung dịch 3: thời gian di chuyển của cỏc ion nguyờn tố đất hiếm nhanh làm độ phõn giải khụng cao, pic của phổ rộng chõn. Điền này cú thể do khi nồng độ đệm cao gõy ra hiệu ứng nhiệt Jun do dũng ampe tăng lờn.
Đệm dung dịch 2 đƣợc chọn vỡ phổ sắc ký sắc nột, đƣờng nền phẳng và cú độ phõn giải cao.
3.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ HIBA.
Trong quỏ trỡnh chạy sắc ký điện di, pha động là yếu tố hết sức quan trọng, nú quyết định đến kết quả tỏch pic. Hỡnh dạng pic của 13 NTĐH phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ của axit HIBA mà chỳng tạo phức.
Kết quả khảo sỏt sự thay đổi nồng dộ của axit HIBA đƣợc thể hiện ở bảng 7. Trong đú pH 4,6 cố định và nồng độ HIBA thay đổi: 4mM; 6mM và 8mM.
Bảng 7. Ảnh hưởng của thành phần pha động
Số thớ nghiệm Thành phần dung dịch đệm Benzinlamin (mM) Axit axetic (mM) HIBA (mM) NTĐH (ppm) DD1 10 10 4 5 DD2 11 10 6 5 DD3 12 10 8 5 Hỡnh 11: Dung dịch 1
Khi tăng nồng độ HIBA thời gian di chuyển của cỏc nguyờn tố đất hiếm tăng dần. Ở một nồng độ HIBA, t(s) tăng dần từ La đến Lu. Ở nồng độ HIBA 6mM và 8mM cho phổ sắc ký sắc nột, cõn đối và độ phõn giải cao hơn so với nồng độ HIBA 4mM.
Việc tăng nồng độ HIBA dẫn đến phản ứng:
mHIBA- + Ln3+ = Ln[HIBA]m3-m (46) chuyển mạnh sang phải, mức độ tạo phức của ion kim loại với HIBA tăng lờn. Sự tạo phức ở mức độ cao làm giảm điện tớch chung của ion kim loại, dẫn đến thời gian di chuyển của ion nguyờn tố đất hiếm chậm đi.
Ở nồng độ 4mM độ phõn giải giữa Eu và Gd khụng đƣợc tốt, pic phổ ghi đƣợc cú chõn tƣơng đối rộng. Cú thể ở điều kiện này nồng độ HIBA chƣa đủ để cho cỏc ion nguyờn tố đất hiếm tạo phức hoàn toàn.
Hỡnh 12: Dung dịch 2
Tổng kết chọn cỏc điều kiện tối ƣu của dung dịch đệm điện di nhƣ trong bảng 8:
Bảng 8. Cỏc điều kiờn tối ưu của dung dịch đệm điện di
Thành phần dung dịch đệm Benzylamin (mM) Axit axetic (mM) HIBA (mM) pH 11 10 6 4,6
Từ những kết quả thực nghiệm ở trờn, cựng cỏc điều kiện nghiờn cứu của luõn văn thạc sĩ của học viờn cao học Nụng Mạnh Dũng năm 2001 {3} nhƣ: loại detector UV, Bƣớc súng: 204 nm, kớch thƣớc mao quản: chiều dài tổng 80 cm, chiều dài hiệu dụng 65 cm, đƣờng kớnh trong 75 àm, thế điện di 20kV và dựng phƣơng phỏp bơm mấu: điện động học 10s, 5kV. Phƣơng phỏp điện di mao quản vựng rất thuận tiện để tỏch và xỏc định đồng thời 13 nguyờn tố đất hiếm. Với điều kiện tối ƣu đƣợc ghi trong bảng 9 thỡ việc tỏch và xỏc định đồng thời 13 nguyờn tố đất hiếm là đơn giản và dễ thao tỏc, rất phự hợp cho ỏp dụng trong thực tế.
Bảng 9. Tổng kết cỏc điều kiện nghiờn cứu tối ƣu.
Cỏc yếu tố Điều kiện
1 Detector UV
2 Bƣớc súng 204 nm
3 Kớch thƣớc mao quản Chiều dài tổng: 80 cm Chiều dài hiệu dụng: 65 cm Đƣờng kớnh trong: 75 àm
4 Thế điện di 20 kV
5 Phƣơng phỏp bơm mẫu Điện động học: 10s, 5 kV
6 Nhiệt độ 25 độ C
7 Chất tạo phức Đệm điện di
HIBA 6mM
Benzylamin 11mM+Axit acetic 10mM