sắc kí trao đổi ion

SẮC KÍ TRAO
ĐỔI ION

L/O/G/O

1


Ứng dụng

4

3

Tách
Xác định
Điều chế

Sơ đồ

Sơ đồ
Nguyên tắc

Sắc Kí Trao Đổi Ph
t
â n lo
i
n
o
i
Ion

p
ại io
ợ
h
g
n
n it
Tổ

1

Tổng hợp ionit

Phân loại ionit

Điều Chế Cationit Axit Mạnh

Ionit loại 1

Điều Chế Cationit Axit Yếu

Ionit loại 2

Điều Chế Anionit
Điều Chế Nhựa Tạo Phức

Ionit loại 3
Ionit loại 4

2

2.SẮC KÍ TRAO ĐỔI ION
HPLC bao gồm nhiều PP., trong đó có 2 PP. (kỹ thuật) chính sau:

1. Sắc ký lỏng pha liên kết
2. Sắc ký trao đổi ion
Sắc ký trao đổi Ion (Ion-exchange chromatography, viết tắt
là IC) là một quá trình cho phép phân tách các ion hay các
phân tử phân cực dựa trên tính chất của chúng.
Chất trao đổi ion gọi là ionit ,các ionit có khả năng hấp thu
các ion dương gọi là cationit, ngược lại các ionit có khả
năng hấp thu các ion âm gọi là anionit. Còn các ionit vừa
có khả năng hấp thu cation ,vừa có khả năng hấp thu anion
thì được gọi là ionit lưỡng tính


- Ionit được sử dụng có thể là ionit tự nhiên hoặc ionit tổng
hợp;
- Ionit tự nhiên có một vài nhược điểm là:
+ Dung lượng trao đổi thấp;
+ Độ lặp lại của tín hiệu đo không cao,... ⇒ Hạn chế
- Ionit tổng hợp có nhiều ưu điểm:
+ Dung lượng trao đổi cao;
+ Độ lặp lại của tín hiệu đo tốt;
+ Độ bền về mặt hóa học và vật tốt
⇒ Được sử dụng nhiều trong sắc ký ion.


2.SẮC KÍ TRAO ĐỔI ION

2.1 Tổng hợp ionit
- Việc tổng hợp các ionit chủ yếu là dựa vào các phản ứng
trùng hợp, sau đó tách loại sản phẩm và tinh chế các sản phẩm đó.
- Có nhiều cách để tổng hợp các ionit ở các dạng khác nhau
cho các mục đích phân tích khác nhau. Các dạng ionit tổng hợp
như:
+ Cationit axit mạnh;
+ Cationit axit yếu;
+ Anionit: anionit mạnh hay yếu chủ yếu phụ thuộc vào gốc
amin;
+ Nhựa tạo phức.


Điều Chế Cationit Axit Mạnh
B1.Trùng hợp

Styren Divinyl benzen (DVB)

poly (Divinyl benzen)

B2.Sunforic hóa

+

+ H2O

H2SO4
Cationit

SO3H

6


Điều Chế Cationit Axit Yếu

Thực hiện tương tự như điều chế cation axit mạnh nhưng không
dùng styren mà dùng Axit metacrilic CH2=C(CH2)-COOH hay axt
acrilc CH2=CH-COOH trùng hợp với divinyl benzen
Tạo thành mạch cao phân tử có các nhóm axit yếu


Điều Chế Anionit

Bước1: Hòa toàn giống như điều chế cationnit axit mạnh là
trùng hợp styren và DVB sản phảm trung gian là mạch cao phân
tử vòng benzen
Bước 2:Là clo metyl hóa

+

MeOCH2Cl

+

CH2Cl

MeOH

Điều Chế Anionit

Bước 3:Là amin hóa
NH3
CH3NH2

+

CH2Cl

(CH3)2NH
(CH3)3N

-C6H4CH2NH3Cl
-C6H4CH2NH2CH3Cl
-C6H4CH2NH(CH3)2Cl
-C6H4CH2N(CH3)3Cl

Tùy theo bậc amin đưa vào mà ta có anionit bazo mạnh,yếu khác
nhau


Điều Chế Nhựa Tạo Phức

Tương tự điều chế anionnit ,sau khi amin hóa thu được -C6H4CH2NH
Tiến hành gắn nhóm chức metyl cacboxilic

+

+

2ClCH2COOH

CH2NH2

CH2N

CH2COOH
CH2COOH

-Các ionit điều chế chỉ sử dụng ờ áp suất thường
-Người ta thường dùng các hạt silic biến tính ,có nghĩa là gắn
các nhóm chức trao đổi lên bề mặt của silic

2HCl


2.SẮC KÍ TRAO ĐỔI ION
2.2. Phân loại ionit
Tùy theo mức độ hoạt động của ionit có thể chia thành các loại
sau:
a. Ionit loại 1: là ionit thể hiện tính axit mạnh hoặc bazơ mạnh.
Đặc điểm: + Có thể làm việc ở mọi giá trị pH khác nhau;
+ Dung lượng hấp thu (hấp dung) ít thay đổi theo
pH
+ Là ionit đơn chức.
b. Ionit loại 2: là ionit thể hiện tính axit yếu hoặc bazơ yếu.
Đặc điểm: + Làm việc ở một giá trị pH xác định;
+ Dung lượng hấp thu ít thay đổi theo pH;

c. Ionit loại 3: là ionit thể hiện tính chất như là hỗn hợp của tính
axit mạnh và axit yếu hoặc bazơ mạnh và bazơ yếu.
Đặc điểm: + Là ionit đa chức;
+ Với cationit: –SO3H; –COOH, –OH,...
∗ Ở pH cao: nhóm hoạt động: cả 3 nhóm
∗ Ở pH thấp: nhóm hoạt động: –SO3H
+ Với anionit: chủ yếu là do nhóm amin
∗ Ở pH cao: nhóm amin bậc 4 quyết định;
∗ Ở pH thấp: tất cả các nhóm amin bậc 1, 2, 3 và 4.


d. Ionit loại 4: là ionit thể hiện tính chất như là hỗn hợp của
nhiều axit yếu có các hằng số axit khác nhau và do đó hấp
dung thay đổi liên tục.


2.SẮC KÍ TRAO ĐỔI ION
2.3. Ứng dụng
a/Tách và xác định các chất vô cơ và hữu cơ có tính chất ion;
Tách dựa trên cơ sở sử dụng tính chất khác nhau của chất
phân tích : khối lượng nguyên tử,điện tích ion,bán kính ion
hydro hóa,…
Tách trên cơ sở thay đổi điện tích của các ion có trong hỗn
hợp chất phân tích sau đó hấp thụ chọn lọc chất phân tích bắng
cationnit hoặc anionit để tách chúng ra.
b/Xác định nống độ của muối.
Xác định thông qua nồng độ H+ giải phóng ra trong quá trình
trao đổi ion biến một quá trình phức tạo thành đơn giản.

c/Điều chế chất tinh khiết
-Điều chế dung dịch axit,bazơ chuẩn từ muối tính khiết
-Điều chế nước cất
-Điều chế các hóa chất sạch loại bỏ các tạp chất,kim loại khỏi
dung dịch đệm


2.SẮC KÍ TRAO ĐỔI ION
2.4 Sơ đồ sắc khí trao đổi ion

Công thức cơ bản của sắc kí trao đổi ion
Hệ dẫn dung dịch rửa giải cột tách trao đổi ioncột loại trừ (bộ triệt nhiễu nền)
derector




L/O/G/O

Thank You!
19