ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Размывание полосы и теоретическая тарелка из "Химический анализ" Большая часть хроматографической теории, имеющая отношение к размыванию полосы, была разработана для обоснования техники газовой хроматографии. Большинство положений впоследствии было углублено и нашло более широкое применение в хроматографии других видов. [c.501] Мартин и Синдж [4] использовали хроматографическую модель (см. разд. 23-4), включающую гипотетическое разделение колонки на ряд зон или тарелок, и объем одной тарелки был таким, что концентрация растворенного вещества в подвижной фазе, покидающей тарелку, была в равновесии со средней концентрацией растворенного вещества в неподвижной фазе на этой тарелке. Несмотря на то что выводы из теории равновесной тарелки дают правильное описание размывания хроматографической полосы, Джиддингз [5] подчеркнул, что модель равновесной тарелки противоречит представлениям о реальных процессах, происходящих в колонке, и, следовательно, модель тарелки не следует интерпретировать буквально. Он указал, что равновесие (в действительности квазиравновесие [6]) достигается только в максимуме полосы, а все остальные точки неравновесны. Неравновесность является наиболее важной причиной размывания полосы. Поэтому хроматографическое размывание полосы рассматривается здесь с точки зрения динамического эффекта, а не в рамках равновесной модели Мартина и Синджа. Тем не менее, терминология тарелки не отбрасывается, поскольку она дает эффективный способ выразить простыми понятиями степень размывания полосы или пика, включая равновесный и динамический эффект. [c.502] Поскольку дисперсии аддитивны, вклад процесса размывания полосы Ог, составляющий по крайней мере 10—15% от общего значения а, относительно невелик. Так, если а, = 0,1а, вклад а, в общее значение ог составляет только 17о- Поэтому можно ожидать, что наблюдаемая высота тарелки связана главным образом только с одним или двумя главными эффектами размывания полосы. Литлвуд [7] указал, что, поскольку размывание определяется одним или двумя главными факторами, в лучших конструкциях приборов достигается уменьшение этих факторов, и условия хроматографирования следует выбирать так, чтобы факторы размывания вносили примерно равный вклад. [c.503] Способы измерения удерживаемых объемов и ширины пика у его основания. [c.504] Пример 24-1. Стандартные отклонения хроматографической полосы, связанные с несколькими независимыми факторами размывания полосы, составляют 0,013, 0,0024 0,0067 и 0,047 см. [c.504] Пример 24-2. Определите число и высоту тарелок h из данных рисунка 24-1, принимая длину колонки равной 0,5 м. [c.504] Решение. В единицах длины диаграммной ленты Vi = 4,29 см, V2 — = 8,79 см, W i = 0,88 см и И7г = 1,62 см. Поэтому п для первого пика равно 16(4,29/0,88)= = 380, и п для второго пика равно 16(8,79/1,62)= = 471. Высота тарелок для первого и второго пика равна 59/380 = 0,132 см и 50/471 = = 0,106 см. [c.504] Аналогично для любой полосы или зоны, число тарелок равно 16-кратному квадрату отношения удерживаемого объема к ширине полосы. [c.504] Равновесное размывание полосы в условиях однократной или непрерывной жидкостной экстракции рассмотрено в разд. 23-3 и 23-4. Теперь проанализируем наиболее важные динамические эффекты. [c.505] Конфигурационный фактор зависит от формы поверхности неподвижной фазы и изменяется [5] от /з для однородной жидкой пленки до Уз Для неподвижной фазы, состоящей из шариков как ионообменные смолы. Фактор к/ кУ достигает максимального значения, равного 0,25, при к=. [c.506] Значение Ют зависит от таких переменных, как диаметры колонки и частиц и коэффициент разделения. Хотя вклад различных факторов в сот не может быть определен точно, дана оценка этих факторов [8, 9]. Дальний межканальный эффект, вероятно, дает значения Шт = 2 и, по-видимому, вносит основной вклад в общую величину (йщ, входящую в выражение (24-12). [c.506] В этом уравнении первый член выражает вихревую диффузию, второй и третий — молекулярную диффузию, а последние два члена выражают сопротивление переносу массы. Все члены прямо или обратно пропорционально зависят от скорости подвижной фазы. Общее соотношение между высотой тарелки и скоростью потока подвижной фазы является статистической результирующей пяти членов и обычно изображается в форме диаграммы Ван Деемте-ра [10]. Такая диаграмма показывает, что для данной хроматографической колонки существует оптимальная скорость потока, соответствующая минимальному размыванию полосы. [c.507] В газо-адсорбционной хроматографии размывание, связанное с переносом массы в микропорах твердой неподвижной фазы, по-видимому не зависит от газа-носителя [13]. [c.508] Пример 24-3. Рассчитайте и постройте кривые зависимости высоты тарелки от скорости для каждого члена уравнения (24-14), используя следующие значения констант К = 2-10 см а = 0,2 т = = 0,5 Шт = 2 р = 0,02 см. Для газообразной подвижной фазы примите = 2/3 От = 0,3 см /с О, = = 10 см /с е в = 10- см. Для жидкой подвижной фазы примите ( = 2/15 От = 10 см с Оз = 10- см /с (1з = 10- см. Для коэффициента разделения примите значение, равное единице. [c.508] Ответ представлен в форме кривых на рис. 24-2. Следует обратить внимание на то, что скорость и дана в логарифмической шкале, а не в принятой линейной шкале диаграмм Ван Деемптера. Вклад, учитывающий молекулярную диффузию в неподвижной фазе, пренебрежимо мал при скоростях вблизи оптимума для жидкой и газообразной систем. [c.508] Вернуться к основной статье