Массопередача в капиллярных колонках

Молекула, которая находится в середине газового потока, будь то в насадочной или капиллярной колонке, может получить доступ к неподвижной фазе только в результате диффузии через газовый поток. В случае полой капиллярной колонки Голей строго доказал, что вклад, обусловливаемый этим явлением, называемым сопротивлением массопередаче, определяется выражением [4] [c.123]

Для полых капиллярных колонок применяется то же самое уравнение, но теперь у равняется единице, а Л — нулю. С определяется зависящей от к частью члена, учитывающего вкла,1 сопротивления массопередаче в газовой фазе, уравнения Голея (уравнение (21)). Для к = д> он равняется 0,0768. С увеличением к он увеличивается от 0,0104 (к = 0) до 0.115 к бесконечно велико). [c.140]

Ранее при разработке теории газовой хроматографии было показано, что уменьшение рабочего давления в колонке не дает преимуществ, так как оно не влияет на расстояние между пиками. Когда используется толстая пленка жидкой фазы и основным фактором, влияющим на ВЭТТ, является массопередача в жидкой фазе, изменение рабочего давления не дает никаких преимуществ. Однако в случае тонких пленок жидкой фазы на капиллярных колонках, если рабочее давление уменьшается до I мм рт. ст., то диффузия в газовой фазе повышается примерно на три порядка, и, таким образом, сопротивлением массопере-дачи в газовой фазе можно пренебречь. Массопередача в жид- [c.10]

Удовлетворительные результаты с капиллярными колонками получались только при использовании методики покрытия, которая обеспечивает образование тонких пленок неподвижной фазы на стенках трубки. Толстые или неравномерные пленки приводят к увеличению сопротивления массопередаче в жидкой фазе и дают низкие эффективности. Различные методы смачивания изучались при применении красок, растворимых в жидкой фазе и растворителе, но не сорбируемых найлоном, и исследовалось распределение краски по длине колонки после смачивания. На равномерность пленки влияли главным образом скорость, при которой смачивающий раствор проходил через колонку, и соответствующая скорость испарения. Колонка длиной 200 см заполнялась 10%-ным (по объему) раствором динонилфталата в эфире, который продавливали через колонку со скоростью 2—5 мм/сек. Растворитель удалялся при постепенном увеличении давления на входе в колонку в течение 1 час до тех пор, пока скорость газа не достигала 1 мл/мин. Методика пропитывания с использованием пониженного давления на выходе оказалась неудовлетворительной. [c.196]

Дести. В связи со статьей м-ра Скотта и нашей собственной статьей мне хотелось бы попросить д-ра Голея дать некоторые объяснения по поводу упомянутого им различия между заполненными и капиллярными колонками. Он сделал четкое разграничение между этими двумя колонками, утверждая, что у заполненных колонок сопротивление массопередаче определяется газовой фазой, а в капиллярной колонке — в основном жидкой фазой. На рис. 5 (стр. 208) статьи Скотта изображена зависимость С] и Сг от величины К для различных коэффициентов а. Небольшие значения К выше 1 или 2 (возможно, выше 3) на его рисунке указывают на то, что член С), т. е. сопротивление [c.217]

Один вопрос, касающийся высокоскоростного анализа, еще не рассматривался подробно. Дести показал, что повышение рабочего давления на капиллярных колонках дает несколько меньшую величину ВЭТТ, но уменьшает оптимальную скорость газа и, таким образом, приводит к увеличению времени анализа. Когда используются тонкие пленки жидкой фазы, при которых массопередача в жидкости очень мала, то оптимальная скорость газа равна и = 0 (2/Са)где С а — постоянная массопередачи в газовой фазе, не зависящая от Dg. Для колонок с внутренним диаметром 0,51 мм и с пленкой жидкой фазы толщиной 0,14 мк оптимальная скорость газа составляет примерно 6 см сек. Однако если абсолютное давление в колонке уменьщается, то массопередача в газовой фазе значительно снижается из-за увеличения Вд. [c.10]

Удовлетворительные результаты с капиллярными колонками получались только при использовании методики покрытия, которая обеспечивает образование тонких пленок неподвижной фазы на стенках трубки. Толстые или неравномерные пленки приводят к увеличению сопротивления массопередаче в жидкой фазе и дают низкие эффективности. Различные методы смачивания изучались при применении красок, растворимых в жидкой фазе и растворителе, но не сорбируемых найлоном, и исследовалось распределение краски по длине колонки после смачивания. На равномерность пленки влияли главным образом скорость, при которой смачивающий раствор проходил через колонку, и соответствующая скорость испарения. Колонка длиной 200 см заполнялась 10%-ным (по объему) раствором динонилфталата в эфире, который продавливали через колонку со скоростью [c.196]

Здесь Dg — коэффициент молекулярной диффузии в газе — константа скорости десорбции вещества с поверхности. Эта константа может быть оценена с помощью молекулярно-кинетической теории газов, однако достаточное количество экспериментальных данных оказалось возможным собрать только для смеси одной пары веществ — ацетона и хлороформа. Кан провел необходимые расчеты, считая, что один из компонентов этой смеси нанесен на стенки капиллярной колонки диаметром 0,2 мм в виде пленки толщиной 0,2 мкм и является сорбентом, а другой является сорбатом. При этом константа к оказалась равной 2,04-10 см сек, откуда было вычислено, что размывание зоны, связанное с сопротивлением массопередаче на границе жидкой и газообразной фаз, соответствует около 52% общей высоты, эквивалентной теоретической тарелке. [c.35]

Таким образом, меньшая величина размывания для насадочных капиллярных колонок, по сравнению с обычными на-садочными колонками, объясняется меньшими величинами коэффициентов массопередачи, вследствие малого диаметра частиц. Как уже было отмечено в литературе [4], кривые ВЭТТ для насадочных капиллярных колонок в области больших скоростей имеют более пологую форму, чем обычные насадочные колонки. Поэтому насадочные капиллярные колонки целесообразно использовать в области больших линейных скоростей. газа-носителя для решения экспрессных методов анализа [c.26]

Сопротивление массопередаче в капиллярных колонках. [c.28]

Внешняя диффузия в капиллярной хроматографии существенно отличается от внешней диффузии в хроматографии с заполненными колонками, так как в первом случае осуществляется внутренняя, а во втором — внешняя задача массопередачи. При внутренней задаче эффективный путь диффузии, а следовательно, и коэффициент массопередачи Р не зависят от скорости. [c.113]

Аналогичным образом решается задача о минимальной продолжительности анализа. Если учесть влияние массопередачи в газовой фазе, то величина R /t в уравнении (2.5) будет увеличиваться с ростом коэффициента диффузии О в газовой фазе. Таким образом, для оптимального решения задачи при заданной или минимальной продолжительности анализа в качестве газа-носителя следует применять водород. Это имеет особое значение в капиллярной хроматографии, а также при использовании насадочных колонок с небольшим количеством неподвижной фазы. [c.69]

Водород имеет малую вязкость, что позволяет использовать его при работе с длинными колонками (как насадочными, так и капиллярными), поскольку гидравлическое сопротивление здесь будет существенно ниже, чем при использовании других газов. Он предпочтителен в тех случаях, когда размытие полосы определяется динамической диффузией или внешнедиффузионной массопередачей. Чувствительность катарометра существенно повышается при использовании водорода вследствие высокой теплопроводности последнего. [c.67]

ИССЛЕДОВАНИЕ МАССОПЕРЕДАЧИ В НАСАДОЧНЫХ КАПИЛЛЯРНЫХ И ОБЫЧНЫХ КОЛОНКАХ [c.20]

Обсуждено значение члена, выражающего массопередачу в газовой фазе, в ур-нии ВТТ. Сравнение теорет. и эксперимент, результатов показывает, что самый большой вклад в величину ВТТ вносит взаимодействие различных каналов в слое сорбента. Показано также, что в отличие от капиллярной хроматографии, где ВТТ зависит от величины удерживания, в насадочных колонках ВТТ мало зависит от удерживания, что доказывается теоретически и экспериментально. [c.26]

Были предприняты попытки у.меньшпть сопротивление массопередаче через поток газа-носителя посредством свертывания полой капиллярной колонки в спираль малого диаметра [22, 23]. Это активизирует радиальный вторичный поток. Под напряжением вследствие влияния инерции газ, который находится в центре трубки, стремится вытекать по направлению к наружной стенке. Развивается вторичная циркуляция, и появляются две вращающиеся ячейки, по одной ячейке на каждой стороне плоскости, перпендикулярной оси спирали и проходящей через центр поперечного сечения трубки. Этот радиальный поток активизирует перемешивание газовой фазы и заметно уменьшает дисперсию неудерживаемого вещества. Одпако удерживаемые вещества должны по-прежнему диффундировать через сечение всей трубки, а это занимает время [22]. Зависимость сопротивления массопередаче в газовом потоке от к очень велика, и, по-видимому, для удерживаемых соединений (т. е. для соединений, которые мы желаем разделить) значительного по- [c.124]

Из-за второго члена уравнения (24) (см. в целом уравнения (21), (23) и (24)) форма кривой зависи юсти высоты тарелки от линейной скорости газа-носителя для насадочной колонки намного более сложна, чем для полой капиллярной колонки, даже когда коэффициент сопротивления массопередаче в неподвижной фя- е пренебрежимо мал. При очсиь низких скоростях газа-носителя, когда в знаменателе второго члена урав- [c.134]

Таким образом, имеющиеся теоретические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что даже незначительная адсорбция хроматографируемого соединения на поверхности раздела НЖФ — ТН (стенка капиллярной колонки) может приводить к сильному увеличению сопротивления массопередаче в НЖФ. Следовательно, в практической работе пеоб.ходимо принимать меры по уменьшению межфазной адсорбции на поверхности ТН. [c.80]

Результаты Даффилда и Роджерса [9] (см. рис. 21) показывают, что с повышением температуры высота тарелки уменьшается. Однако область изменения температуры на этом рисунке слишком мала, чтобы позволить сравнение с любым примером, показанным на рис. 27. Скотт [23] показал заметное снижение высоты тарелки при повышении температуры для капиллярных колонок (рис. 28). Так как для капиллярных колонок характерно относительно большое сопротивление массопередаче в газовой фазе, пример на рис. 28 [c.64]

Выбор неподвижных фаз ограничен противоречивыми требованиями, предъявляемыми начальной и конечной температурами. Давление паров фазы при конечной температуре не должно быть настолько большим, чтобы вызвать осложнения в работе детектора или нестабильность нулевой линии. Кроме того, обычно предпочитают применять фазу, которая приводит к максимальной разности удерживаний. Количество неподвижной фазы зависит, в частности, от типа колонки. Одно и то же количество неподвижной фазы можно применять в коротких или длинных наполненных колонках или в очень длинных капиллярных колонках. Более длинные колонки имеют большее число теоретических тарелок, но также и больший мертвый объем, и когда речь идет о степени разделения, эти два фактора действуют противоположным образом (гл. 5). В современной практике имеется тенденция к применению более низких концентраций неподвижных фаз, для того чтобы уменьшить сопротивление массопередаче в жидкой фазе в большинстве случаев это приводит к улучшению разделения, особенно для небольших проб. При невысоком содержании неподвижной фазы в колонке необходимо применять по возможности маленькие пробы и инертные твердые носители. Поэтому минимальное количество неподвижной фазы должно быгь достаточным для создания колонки, обеспечивающей получение соответствующей степени разделения при таких температурах удерживания, которые не могли бы вызвать разложение пробы или неподвижной фазы. [c.209]

Влияние давления на размывание в капиллярной хроматографии несколько отлично от его действия в насадочных колонках, что связано с большей ролью внешнедиффузионной массопередачи в первом случае. Поэтому увеличение давления в капиллярной хроматографии, по крайней мере для сильно сорбирующихся веществ, приводит к возрастанию величины Н, а для слабо сорбирующихся Н не зависит от давления. При малых скоростях потока в обоих случаях вследствие определяющего влияния продольной диффузии Н уменьшается с ростом давления. [c.139]

Водород имеет малую вязкость, что позволяет нспользо-вать его при работе с длинными колонками (как насадочными, так и капиллярными), поскольку гидравлическое сопротивление здесь будет существенно ниже, чем при использовании других газов. Он предпочтителен в тех случаях, когда размытие полосы определяется динамической диффузией или вкешкедиффу-зионной массопередачей. Чувствительность катарометра существенно повышается при использовании водорода вследствие высокой теплопроводности последнего. Однако взрывоопасность водорода ограничивает его использование и создает дополнительные трудности при конструировании аппаратуры. [c.66]