Карактеризација система хибридне мицеларне течне хроматографије са катјонским сурфактантом цетилтриметиламонијум бромидом

Abstract

Примјена раствора сурфактанта, као мобилне фазе, у концентрацији већој од критичнемицеларне концентрације (КМК) у смјеши воде и органског растварача, омогућила јенастанак хибридне мицеларне течне хроматографије (HMLC). У систему HMLCсурфактант се адсорбује на стационарну фазу, а у мобилној фази егзистира у обликумономера и мицела тако да се у овом хроматографском систему аналит расподјељујеизмеђу водене фазе, мицеларне псеудофазе и сурфактантом модификоване стационарнефазе, што предвиђање ретеционог понашања аналита чини веома комплексним.Примјена мицеларних раствора катјонских сурфактаната као мобилних фазаинтересантна је за изучавање јер се, за разлику од анјонског сурфактанта, мономерикатјонског сурфактанта адсорбују на стационарну фазу двојако: тако да им јехидрофилни дио молекула оријентисан ка мобилној фази, али и тако да им јехидрофобни дио молекула оријентисан ка мобилној фази, што додатно усложњавасистем HMLC. Поред тога, цетилтриметиламонијум бромид (СТАВ) ријетко јепримјењиван у HMLC системима, тако да је процес мицелизације у мобилним фазама иутицај на ретенцију недовољно истражен.Како је процес формирања мицела од кључног значаја за ретенционе механизме усистему HMLC, циљ ове докторске дисертације био је истраживање физичкохемијскихаспеката мицелизације одабраног сурфактанта СТАВ-а у води и у бинарним смјешамаацетонитрил-вода одређивањем параметара мицелизације (КМК, степена јонизацијемицеле (α), Крафтове температуре (TK), термодинамичких параметара (промјенестандардне моларне Гибсове слободне енергије (), енталпије () и ентропијемицелизације (), ентропијског доприноса Гибсовој слободној енергији (),слободне енергије трансфера () и компензацијске температуре (TC)), агрегационогброја (Nag), структурних параметара мицеле (површине по глави мономера сурфактанта(a0) и параметра паковања (P)). Познавање КМК сурфактанта је од кључног значаја запримјену мицеларних раствора као мобилних фаза, а бројне математичке методе заодређивање КМК презентоване су до сада у научним истраживањима...

Hybrid micellar liquid chromatography (HMLC) emerged as a result of application of mobilephases consisting of surfactant solutions in mixture of water and organic solvent, withconcentration higher than surfactant critical micelle concentration (CMC). In HMLC system,surfactant is adsorbed onto the stationary phase, while in mobile phase it exists in form ofmonomers and micelles, so in this chromatographic system, analyte is distributed betweenwater, micellar pseudophase and surfactant-modified stationary phase, which makes retentionbehavior prediction very complex. Use of cationic surfactants micellar solutions as mobilephases is interesting to study because, unlike anionic surfactants, monomers of cationicsurfactant adsorb onto stationary phase in two ways: with hydrophilic part of moleculeoriented towards mobile phase, as well as with hydrophobic part of molecule oriented towardsmobile phase, which makes HMLC system even more complex. Also, CTAB has been rarelyemployed in HMLC systems, and thus micellization process in mobile phases and effect toretention has not been investigated sufficiently.Considering that micelles are key factor to retention mechanisms in HMLC system, thepurpose of this doctoral dissertation was to investigate physicochemical aspects ofmicellization of chosen surfactant CTAB in water and in binary mixtures acetonitrile-water,by determinating micellization parameters (CMC, micelle ionization degree (α), Kraffttemperature (TK), thermodynamic parameters (changes of the standard Gibbs free energy(), enthalpy () and entropy of micellization (), entropic contribution to the Gibbsfree energy (), free energy of transfer () and compensation temperature (TC)),micelle aggregation number (Nagg), structural micelle parameters (surface area per head group(a0) and packing parameter (P)). Knowing CMC is of key importance for application ofmicellar solutions as mobile phases, and so far there have been numerous mathematicalmethods for CMC determination presented in scientific research. In order to make the bestchoice of mathematical method for precise CMC determination, comparatory analysis wasconducted for CMC values obtained by applying different mathematical methods toconductometry experimental data for CTAB in water and CTAB in binary mixtureacetonitrile-water...