Неравномерность температуры и диаметр колонки

Конструкция колонки определяет эффективность как в изотермической газовой хроматографии, так и в хроматографии с программированием температуры. Тем не менее, при анализе с программированием температуры наблюдается потеря эффективности, вызванная неравномерным профилем температуры в колонке, что особенно сильно проявляется при высоких скоростях подъема температуры. Чтобы сделать минимальным этот эффект, рекомендуется применять колонки малого диаметра (внутренний диаметр — 1,6-2 мм), изготовленные из тонкостенных металлических трубок и применять в качестве газа-носителя гелий или водород. [c.56]

Программирование температуры при препаративном разделении позволяет повысить концентрацию разделенных компонентов (особенно низкокипящих) за счет сужения пика, а также уменьшить время разделения и тем самым повысить производительность. Однако значительная неравномерность температуры по сечению, особенно колонок больших диаметров, снижает эффективность разделения. Добавка к ВЭТТ из-за разности температуры по сечению определяется по уравнению (1) [c.130]

На своем пути к колонке газ-носитель проходит через дозатор, занимающий небольшой объем. Его нагревают для быстрого испарения находящейся в нем пробы, которая вводится шприцем через небольшой диск из силиконовой резины — мембрану. Дозатор обычно нагревают приблизительно на 50 °С выше, чем колонку. Вводимый объем раствора пробы чаще всего равен нескольким микролитрам или меньше. Газ-носитель увлекает пары пробы прямо в колонку, которая соединена непосредственно с дозатором. В колонке жидкая стационарная фаза диспергирована в виде тонкого слоя на инертном твердом носителе. Длина колонок, как правило, составляет от 30 см до 5 м, и большинство из них имеют внутренний диаметр около 2,5 мм. Инертный твердый носитель имеет средний диаметр зерен около 160 мкм. Поскольку жидкая пленка неравномерно распределена на носителе, не имеет смысла говорить о ее толщине. Степень заполнения носителя жидкой фазой выражают через массу жидкости относительно к массе носителя например, колонка с 2% жидкой фазы содержит 2 г жидкости на 100 г твердого носителя. В аналитических колонках степень заполнения жидкой фазой составляет от 0,5 до 5%. Температура колонок определяется исключительно летучестью пробы и может изменяться от —196°С (температура жидкого азота) до 350 °С. Эти предельные значения используются довольно редко. Необходимой частью хроматографа является высокоточная тер-мостатирующая печь для контроля за температурой колонки. К сожалению, известно всего лишь несколько жидких фаз, которые можно использовать при температуре выше 250 °С, большинство жидкостей при такой температуре испаряются, а затем конденсируются в детекторе. [c.567]

Представляют интерес закономерности изменения изотерм сорбции с изменением температуры, а также в пределах гомологического ряда. Было показано [12], что если при некоторой температуре изотерма распределения сорбата выпукла к оси ординат (что соответствует пику с преимущественным размытием тыла), то с повышением температуры кривизна изотермы уменьшается и далее наблюдается переход к вогнутой изотерме (т. е. к пику с преимущественным размытием фронта). Кроме того, увеличение числа углеродных атомов в молекулах гомологов также сопровождается переходом от выпуклой изотермы к вогнутой. Производительность колонки можно увеличить путем увеличения ее диаметра, но лишь в том случае, если эффективность разделения снижается не очень сильно. Размытие пика при разделении на колонках большого диаметра в значительной степени определяется неравномерностью движения зоны компонента по сечению 13 ], а это вызвано неравномерностью потока газа-носителя по сечению (стеночный эффект и идентичные ему явления между зернами сорбента), изгибами колонки, неравномерностью пропитки и т. д.. При длине слоя, меньшей некоторого предельного значения, когда поперечная диффузия, выравнивающая концентрации по сечению, еще не играет существенной роли, расширение полосы пропорционально относительной, разности скорости и длине [c.272]

Коаксиальные колонки позволяют избежать трудностей, связанных с неравномерностью профиля скоростей газового потока и градиентами температуры. Гиддингс и Фуллер [65] пришли к выводу, что коаксиальные колонки, состоящие из двух вложенных один в другой концентрических цилиндров, помогают бороться и с разделением частиц насадки. Гиддингс [66] показал, кроме того, что емкость коаксиальной колонки равна емкости обычной колонки, если произведение диаметра коаксиальной колонки на расстояние между стенками составляющих ее цилиндров равно квадрату радиуса обычной колонки. [c.132]

При нагревании колонки с внутренним диаметром всего лишь 38 мм и с носителем из кизельгура (а = 0,2235 см мин ) в течение 5 мин со скоростью 10°С/мин между ее осью и стенками появляется разность температур в 30 °С. А поскольку при увеличении температуры колонки на 30° С в два раза увеличивается скорость продвижения в ней вещества, то через 5 мин после введения пробы вещество у стенок колонки будет продвигаться вдоль нее в 2 раза быстрее, чем у ее оси. Колонки же диаметром 38 мм ни в каком смысле не являются наиболее эффективными для препаративных разделений. Неравномерность распределения температуры в колонке экспоненциально зависит от ее диаметра, поэтому не удивительно, что в другом эксперименте (диаметр колонки 60 мм скорость нагревания 10°С/мин носитель — кизельгур, а = 0,2235 см Х Хмин 7 = 10 мин) разность температур между стенками и осью колонки оказалась равной 74 °С. [c.202]

Теперь представляется целесообразным обсудить возможности повышения эффективности колонок в экстракционной хроматографии. При высоких скоростях основной вклад в величину ВЭТТ вносит эффект, обусловленный размером частиц, а также экстракционная кинетика и поперечная диффузия в органической фазе. Влияние последних двух факторов уменьшается при повышении температуры в этом заключена возможность улучшения работы колонок, поэтому, как правило, в большинстве случаев разделение проводят при высокой температуре. Вклад поперечной диффузии в неподвижной фазе может быть снижен за счет уменьшения толщины слоя экстрагента на носителе. В этом отношении большое преимущество имеют недавно предложенные материалы для высокоэффективной жидкостной хроматографии [22]. Влияние размера частиц можно уменьшить, используя носитель с зернами небольшого размера. Однако так как обычно используют носители с неоднородными зернами неправильной формы, то уменьшение их диаметра ниже 15 мкм малорезультативно, если вообще имеет какое-либо значение для повышения эффективности разделения, поскольку приводит к неравномерной загрузке колонок. Это возражение снимается при использовании носителей сферической формы, даже при очень небольшом их диаметре. [c.29]

В гл. 2 показано, что при программировании температуры происходит концентрирование компонентов, что позволяет работать с большими пробами без ухудшения эффективности разделения. Уменьшается ширина зоны, что сокращает время улавливания, и таким образом уменьшается загрязнение вещества примесями газа-носителя и испарившейся неподвижной фазой (тем более, что неподвин<ная фаза находится при повышенной температуре лишь небольшое время). Однако на результатах разделения на колонках большого диаметра сказывается эффект неравномерного распределения температур по сечению, причем, как показано Гиддингсом [298], соответствующий вклад в ВЭТТ пропорционален диаметру трубки в тестой степени. Если допустить увеличение ВЭТТ за счет указанного эффекта не более чем на 0,5 мм, то колонку диаметром 24,5 мм можно нагревать со скоростью 20°С/мин,а колонку диаметром 38 мм — лишь 6°С/мин. Кроме того, естественно, что программирование температуры колонки большого диаметра и последующее быстрое охлаждение — достаточно энергоемкие процессы [289]. [c.257]

В гл. II было показано, что при программировании температуры происходит концентрирование компонентов, что позволяет работать с большими пробами без ухудшения эффективности разделения. Данные,полученные при разделении смеси цис- и транс-декалинов (0,5 мл) на колонке длиной 2,6 м, внутренним диаметром 10 мм (сорбент — 20% силиконового масла на целите), свидетельствуют о том, что программирование температуры является весьма полезным приемом и в препаративной газовой хроматографии (см.рис. VIII, б)10. Однако следует иметь в виду, что на результатах разделения на колонках большого диаметра сказывается эффект неравномерного распределения температур [c.306]

В гл. II было показано, что при программировании температуры происходит концентрирование компонентов, что позволяет работать с большими пробами без ухудшения эффективности разделения. Данные, полученные при разделении смеси цис- и тгераис-декали-нов (0,5 мл) на колонке длиной 2,6 м, внутренним диаметром 10 мм (сорбент — 20% силиконового масла на целите), свидетельствуют о том, что программирование температуры способствует получению более четких пиков (рис. VHI,6) [18]. Однако следует иметь в виду, что на результатах разделения на колонках большого диаметра сказывается эффект неравномерного распределения температур по сечению, причем, как показано Гиддингсом [13], соответствующий вклад в ВЭТТ пропорционален диаметру трубки в шестой степени. Если допустить увеличение ВЭТТ за счет указанного эффекта не более чем на 0,5 мм, то колонку диаметром 25,4 мм можно нагревать со скоростью 20 °С/мин, а колонку диаметром 38,1 мм — лишь 6 °С/мин. [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология