Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ОСНОВЫ ТЕОРИИ. Этот процесс можно описать константой равновесия





В любой из рассмотренных хроматографических систем происходит обратимый переход молекул вещества А из ПФ в НФ:

АпфАнф

Этот процесс можно описать константой равновесия:

К = [Aнф ]/[Aпф ] = mнф Vпф /mпф Vнф = kVпф /Vнф (1)

где mпф и mнф - количество вещества в подвижной и неподвижной фазах; Vпф и Vнф -объемы подвижной и неподвижной фазы; k - коэффициент емкости.

Между значением k и временем выхода (удерживанием) соответствующей зоны из колонки существует зависимость:

k = (tR - t0)/t0 (2)

 

где tR - время удерживания компонента А; t0 - время выхода вещества, не взаимодействующего с НФ (мертвое время).

Время удерживания зависит от скорости потока элюента, поэтому в колоночной хроматографии пользуются также такой характеристикой, как объем удерживания VR:

 

VR = tRv (3)

 

где v - объемная скорость элюента.

Из уравнений 2 и 3 можно получить выражение для коэффициента емкости через удерживаемые объемы:

k = (VR – V0)/V0 (4)

 

Так как V0 = Vпф - объем ПФ в колонке (мертвый объем), то из уравнений 1 и 4 можно получить уравнение, описывающее удерживание в любом

хроматографическом процессе:

 

VR = Vпф + KVнф (5)

 

Хроматографический процесс характеризуется зависимостью концентрации вещества в элюенте от времени хроматографирования или объема элюента, как это показано на рис. 1.

Рисунок 1 − Параметры хроматограммы

 

Различие во временах удерживания компонентов характеризует селектив­ность системы α;:

 

α = (tR2 - t0) /(tR1 - t0) = k2/k1 =K2/K1 (6)

 

Таким образом, селективность определяется отношением коэффициентов равновесного распределения или коэффициентов емкости двух компонен­тов.

В процессе движения по колонке зона вещества вследствие диффузии размывается, что сказывается на ширине пиков. Ширина пиков определя­ется эффективностью хроматографической системы. В качестве меры размывания хроматографической полосы используют параметр, имеющий размерность длины и называемый "высота, эквивалентная теоретической тарелке " (ВЭТТ), h:

 

h = (L/16)*(W/tR)2, (7)

 

где L - длина колонки; W - ширина пика.

В хроматографии, как и в дистилляции, используют параметр N - число теоретических тарелок:

 

N = L/h = 16(tR/W)2, (8)

 

а также число эффективных тарелок Nэфф:

 

Nэфф = 16[(tR - t0)/W]2 = [k/(1+k)]2 * N. (9)

 

Чем меньше ВЭТТ, тем уже пик, тем эффективнее система и большее количество компонентов можно разделить на колонке. Степень разделения двух хроматографических полос количественно можно описать при помощи параметра разрешения Rs:

 

Rs = 2(tR1 – tR2)/(W1 + W2) (10)

 

Если Rs = 1, то перекрывание полос составит только 2 %. Разделение, как правило, неудовлетворительное, если Rs <0.8. Выразив величины, входящие в уравнение 10, через другие хроматографические параметры, можно получить важнейшее уравнение хроматографии:

 

Rs = 0.25[(α - 1)/ α ][k /(1 + k)](N2)1/2 (11)

 

или

Rs = 0.25[(α -1)/ α ] (Nэфф2) (12)

 

Здесь индекс 2 относится ко второму компоненту.

На основании этого уравнения при плохом разделении компонентов всегда можно определить лимитирующий параметр, нуждающийся в улучше­нии.

На рис. 2 приведена хроматограмма, анализ которой по уравнению 11 показывает, что причиной неполного разрешения является низкая эффек­тивность хроматографической системы.

Рис. 2. Хроматографическое разделение с высокой селективностью и низкой эффективностью (а), с высокой эффективностью и низкой селек­тивностью (б).

 

Значительным резервом улучшения разделения в этом случае является увеличение числа теоретических тарелок N. Этого можно достигнуть либо увеличением длины колонки, либо повышением ее эффективности, т. е. уменьшением ВЭТТ h. Проблема эффективности - одна из основных в хроматографии.







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 411. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...


Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Патристика и схоластика как этап в средневековой философии Основной задачей теологии является толкование Священного писания, доказательство существования Бога и формулировка догматов Церкви...

Основные симптомы при заболеваниях органов кровообращения При болезнях органов кровообращения больные могут предъявлять различные жалобы: боли в области сердца и за грудиной, одышка, сердцебиение, перебои в сердце, удушье, отеки, цианоз головная боль, увеличение печени, слабость...

Вопрос 1. Коллективные средства защиты: вентиляция, освещение, защита от шума и вибрации Коллективные средства защиты: вентиляция, освещение, защита от шума и вибрации К коллективным средствам защиты относятся: вентиляция, отопление, освещение, защита от шума и вибрации...

Кишечный шов (Ламбера, Альберта, Шмидена, Матешука) Кишечный шов– это способ соединения кишечной стенки. В основе кишечного шва лежит принцип футлярного строения кишечной стенки...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия