Нагрузка препаративных разделениях

Эксперимент, представленный на рис. 1.20 [90], показывает, что в действительности происходит в процессе препаративного разделения с большими нагрузками. (Понимание этой ситуации должно успокоить и вселить уверенность в успешном препаративном ЖХ-разделении при больших нагрузках.) 14,4 г смеси пропил-лара бена (А) и бутилпарабена (В) были разделены менее чем за 11 мин, но с очень небольшим кажущимся разделением, на которое указывало легкое плечо на задней стороне пика [c.51]

Концентрация образца. Концентрации образцов обычно значительно различаются в мелких и крупномасштабных разделениях. Аналитическая ЖХ выполняется с вводом очень разбавленных образцов (<1% масса/объем). При увеличении нагрузки в препаративных разделениях концентрацию образца также увеличивают (1—10%) для того, чтобы вводимый объем был разумным. Искушение использовать более высокие концентрации образцов (больше 10%) возрастает при увеличении масштаба до очень больших препаративных ЖХ-колонок. Однако [c.58]

ТСХ можно использовать для предсказания условий ступенчатого элюирования для препаративных разделений, как показано на рис. 1.27 [97]. Три системы ТСХ, использующие подвижные фазы прогрессивно увеличивающейся полярности, сравнивали для разделения пары более простых эфиров гликоля. На основе этой информации, исходя из больших коэффициентов разделения и соотношений между а и нагрузкой, приведенных в табл. 1.5, около 100 г смеси разделили всего за 7 мин в ус- [c.65]

Эффективность разделения и максимальная нагрузка препаративных колонок [c.380]

С учетом коэффициента нагрузки препаративное разделе ние может быть проведено в оптимальном режиме, с дополнительным уточнением величины дозы по зависимости от нее критерия разделения. Полученная хроматограмма есть цикл разделения и по ней далее определяют периодичность ввода пробы, время переключения ловушек и включения охлаждения. По хроматогра.мме, обеспечивающей заданный критерий разделения, определяют уровень отсечки пика основного компонента. [c.34]

Предложен способ перехода от аналитического к препаративному разделению экспериментальным определением оптимума производительности по зависимости критерия разделения от температуры и скорости газа-носителя при разных нагрузках, снятых на аналитической колонке. [c.41]

Препаративное разделение можно проводить, только если получено хорошее аналитическое разделение при такой величине пробы, которая соответствует линейной области, т. е. при максимальной нагрузке 10 -10 г пробы на грамм неподвижной фазы. Как известно, максимальная предельная нагрузка (см. гл. VI, разд. 1.А, и рис. У1.2) равна тому максимальному количеству пробы, при котором разделение на определенной колонке происходит без ухудшения ее разделительной способности. На обычных аналитических колонках (внутренний диаметр 3-4 мм и длина 30 см) можно легко разделить пробу примерно в 1 мг. Для многих дорогостоящих природных веществ это уже препаративное количество. При аналитическом разделении (когда величина пробы соответствует линейной области), меняя условия разделения, можно оптимизировать разделение таким образом, что расстояние между пиками станет очень большим. Само собой разумеется, что при этом длительность анализа увеличивается. Если пики удалены друг от друга достаточно далеко, то пробу можно увеличить. Хотя пики при этом станут шире, перекрывания зон веществ тем не менее не произойдет из-за лучшего разрешения. Таким образом можно на аналитических хроматографических колонках разделять препаративные количества веществ от 5 до 100 мг. Следует только учесть, что с увеличением пробы время удерживания становится меньше. При очень больших пробах элютивная хроматография может перейти в вытеснительную хроматографию (ср. гл. I) пик одного компонента при определенных условиях вытесняется из колонки пиком следующего за ним второго компонента. В этом случае зоны элюируемых соединений больше не разделены зонами чистого элюента. [c.224]

Скорость потока — переменная процесса, которая в наибольшей степени влияет на время. Чтобы сделать разделение как можно более быстрым, в случае легких разделений (о 2) выбирают высокие скорости потока, работая в пределах противодавления АР, допускаемого системой, и практических возможностей используемого растворителя. При меньших а иногда выгодно уменьшать скорость потока, чтобы поддерживать оптимальный компромисс между размерами колонки, нагрузкой и эффективностью, необходимой для получения требуемой степени разрещения и выделения вещества. Таким образом, выбор удельной скорости потока обусловлен непосредственно термодинамикой разделения (а и время удерживания). Другие, связанные со скоростью потока вопросы, влияющие на время и масштаб препаративного ЖХ-разделения, будут рассмотрены в разд. 1.5.1. [c.41]

Основные вопросы переноса результатов ТСХ в препаративную ЖХ были кратко рассмотрены в разд. 1.5.2. В работе [65] обсуждается вопрос переноса результатов аналитической ТСХ на силикагеле на препаративные ЖХ-разделения на силикагеле с целью выбора подходящей подвижной фазы и нагрузки в представляющих интерес колоночных разделениях. В этом разделе описываются методы такого перехода [65]. [c.149]

Выбор газа-носителя зависит, главным образом, от нагрузки неподвижной жидкой фазы, она же определяет оптимальный диапазон скоростей газов. Легкие газы-носители (водород, гелий) лучше применять для колонок с малым содержанием НЖФ, которые работают с высокими скоростями потока для быстрых аналитических разделений. Тяжелые газы-носители (азот, аргон) наиболее пригодны для колонок с высоким содержанием НЖФ, которые работают с оптимальной скоростью потока в препаративном режиме. [c.53]

Рис. 1.20 иллюстрирует также важное явление, которое помогает успешно.му препаративному разделению при больших нагрузках, — фронтальное вытеснение. Если за компонентом образца, когда он проходит через слой хроматографической колонки, следует высокая концентрация сильнее удерживающего соединения, то Oлeкyлы последнего будут конкурировать и вытеснять первый компонент с адсорбционных мест. Если концентрация достаточно высока, то вытеснение вторым компонентом может стать даже более важным, чем десорбция, обусловленная молекула.ми подвижной фазы. В любом случае это проявляется в обострении или сужении зоны компонента, элюируемого первым, и увеличении количества этого компонента, которое может быть отобрано в чистом виде из неполностью разделенной смеси. Поэтому разделительную систему лучше [c.52]

На старт пробной хроматограммы, приготовленной пз того же материала и той же толщины размером 20X20 см, наносят данную смесь веществ в равномерно возрастающей концентрации. После элюирования, которое одновременно покажет пригодность использованной системы растворителей, и обнаружения хроматограммы находят, при какой максимальной нагрузке компоненты еще достаточно хорощо разделяются между собой. Эту или чуть меньшую нагрузку затем применяют при проведении препаративного разделения. [c.124]

Количество вводимого белка определяется главным образом его гетерогенностью и растворимостью, а также крутизной градиента pH. При аналитическом фракционировании с высоким разрешением нагрузка на колонку объемом 110 мл долл на составлять 5 мг белка в зоне. В случае препаративного разделения содержание белка в зоне составляет 25 мг. При перегрузке может наблюдаться появление капель концентрированного раствора белка ниже уровня зоны. Вероятно, аналогичное явление имеет место при высоком напряжении и крутом градиенте pH. Высокие нагрузки возможны при пологом градиенте, поскольку зоны в этом случае несколько шире. В качестве примера можно привести работу Вальдстрёма [28], где в колонку объемом 110 мл было внесено 500 мг образца. [c.310]

МО разделением при разных дозах в условиях перегрузки с последующим определением значений температуры и скорости газа-носителя при оптимальной нагрузке и заданном критерии разделения. Найденные таким путем оптимальные значения температуры и скорости газа-носителя сохраняются в условиях препаративного разделения с учетом сечений аналитической и препаративной колонн. [c.34]

Предложен. способ перехода от аналитич. к препаративному разделению эксперим. определением оптимума производительности на аналитич. колонке по зависимости критерия разделения от т-ры и скорости газа-носителя при разных нагрузках. Переход на колонны большего диаметра осуществляют с использованием коэффициента нагрузки (Кв)- Значения Кв определены эксперим. при разделении модельной смеси гептан — гексан для колонн диаметром 4, [c.199]

При планировании препаративного разделения нужно помнить, что скорость, разрешение и емкость взаимно связаны. Любой из этих параметров можно улучшить за счет двух других. Целесообразно сначала получить желаемое разделение на аналитической колонке, что, к тому же, сэкономит образец. Затем диаметр колонки и скорость потока подвижной фазы увеличивают, поддерживая такое же разделение, как и на аналитической колонке, но с большими образцами. После этого скорость потока или полярность растворителя можно несколько уменьшить для увеличения разрешения, чтобы можно было до предела увеличить нагрузку образца— до начала нежелательного перекрывания пиков. На рис. 4.6 даны хроматограммы аналитического и препаративного разделений трех красителей патентованного синего красителя, 4-диэтил-амино-4 -нитро- (5) и 4-этил (2-гидроксиэтил) амино-4 -нитроазобец-Щ [c.120]

Распределительная хроматография допускает большие нагрузки, и поэтому она пригодна для препаративных разделений. В разделительную колонку с внутренним диаметром 2 мм длиной 50 см, заполненную силикагелем с максимальной степенью по1фытия, можно без опасения вводить до 10 мг вещества в расчете на компонент. Этого достаточно для многих аналитических исследований и реакций. Если разделение хорошее, в колонку можно ввести еще большую пробу. Однако выделенные составные части пробы после удаления элюента загрязнены разделяющей жидкостью, поэтому для препаративных работ разделяющую жидкость следует выбирать таким образом, чтобы ее можно было легко отделить. [c.180]

Однако при этом снижается эффективность разделения. Поэтому установление связи между диаметром колонки и ее удельной нагрузкой, с одной стороны, и эффективностью разделения — с другой является основной задачей теории препаративной газовой хроматографии. [c.205]

Применение проявительного варианта в препаративной хроматографии позволяет осуществлять периодическое разделение смеси веществ. Для повышения производительности метода увеличивают диаметр колонки, что дает возможность значительно увеличить объем пробы. Оба эти фактора, однако, снижают эффективность разделения. Поэтому установление связи между диаметром колонки и ее удельной нагрузкой, с одной стороны, и эффективностью разделения, с другой — является основной задачей теории препаративной газовой хроматографии. [c.150]

Хроматография является методом не только разделения сложных смесей (аналитическая хроматография) [2], но и определения физико-химических характеристик веществ и методом концентрирования (препаративная хроматография) [3]. Препаративная разделительная колонка должна иметь достаточно большую допустимую удельную нагрузку. С этой целью поперечное сечение колонки следует увеличить и заполнить колонку подходящей насадкой. Для того чтобы разделенные вещества можно бьшо легко выделить в чистом виде, подвижная фаза (а в случае распределительных систем и растворенная в подвижной фазе неподвижная фаза) должна быть летучей. Степень разделения в препаративной хроматографии всегда меньше, чем в аналитической, и из-за неизбежного использования длинных разделительных колонок длительность анализа также всегда больше [c.47]

ГО разделяемого материала крайне необходима в промышленных процессах. Но использование метода ЖХ для разделения больших количеств сопряжено с определенными трудностями. Довольно ограниченная емкость хроматографических сорбентов означает, что чрезмерное увеличение нагрузки колонки ухудшает ее разделительную способность. В то же время размеры хроматографической колонки нельзя увеличивать до бесконечности, поскольку это приводит к возникновению других проблем, таких как проблема нанесения пробы, появление нежелательных мертвых объемов и т. д. В хроматографии всегда необходимо находить компромиссные решения. Изложенная ситуация часто изображается схемой, приведенной на рис. 9.1. Этот треугольник показывает, что если мы хотим увеличить емкость, то жертвуем скоростью и(или) разрешением. В общем случае, для того чтобы работать в линейной области изотермы сорбции, количество вещества, вводимого на колонку с обычной емкостью, не должно превышать 1 мг на 1 г сорбента. Следовательно, на препаративной колонке, содержащей 1 кг сорбента, можно разделить без заметного ухудшения ее разделительной способности пробу, масса которой не превышает 1 г. Вводимое количество можно увеличить, но только до такого уровня, при котором эффективность колонки и ее разрешение еще обеспечивают необходимый выход продукта желаемой оптической чистоты. Табл. 9.1 дает представление о величине пробы для колонок различных размеров. [c.226]

Как можно видеть из уравнения (1.8), наиболее важным фактором, определяющим хорошее разрешение, является а. Изменение а от 1,1 до 1,2 удваивает Переход от а = 2 к сс = 4 утраивает разрешение. Большие значения а обеспечивают увеличение разрешения, которое в свою очередь позволяет работать с большими нагрузками (ср. разд. 1.4.1). Увеличение коэффициента емкости к от близкого к О до 2 также чрезвычайно сильно влияет на Яз, но при значениях к, больших чем 5, этот эффект значительно уменьшается, в то время как значительно увеличивается расход растворителя. Так как зависит от корня квадратного из эффективности колонки, удвоение числа эффективных тарелок увеличивает разрешение только в 1,4 раза. Десятикратное увеличение N дает увеличение только в 3,2 раза. Важно также понимать, что увеличение N обычно связано с увеличением противодавления, с более высокой ценой аппаратуры и меньшей емкостью — факторов, нежелательных в препаративной ЖХ. Таким образом, достижение максимального коэффициента разделения между интересующими компонентами является единственным, наиболее важным путем, который можно использовать при оптимизации препаративных ЖХ-разделений. [c.25]

Главный вопрос применения препаративной ЖХ какое количество образца можно загрузить в систему и все-таки получить требуемое разделение Систему часто отклоняют как перегруженную , когда уровень нагрузки превосходит область, в которой эффективность перестает быть математически предсказуемой, изотерма становится нелинейной и уравнения перестают [c.27]

В ряде дискуссий по хроматографии перегрузку рассматривали как точку, в которой размер образца вызывает понижение коэффициента емкости компонента к (массового коэффициента распределения Ощ) на 10% по сравнению с измеренными ранее элюируемыми максимумами пика. Как показано ниже, успешное препаративное ЖХ-разделение может быть выполнено при уровнях нагрузки, намного превосходящих эту точку. Более практическим определением перегрузки служит нагрузка, которая больше не позволяет выделять продукт с требуемой чистотой или степенью извлечения. [c.28]

За немногими исключениями, до введения современной высокоэффективной жидкостной хроматографии колоночная ЖХ была препаративным методом. Такие химики, как Кун, Ледерер и Винтерштейн, возродившие метод Цвета в начале 30-х гг., и Райхштейн с сотрудниками, стандартизовавший методологию элюентной ЖХ (в частности, применительно к разделению стероидов), развили основные положения для нагрузки колонки их экспериментальная работа велась с большим числом образцов в течение более чем десятилетия [61]. Мартин и Синдж были первыми, кто развил в хроматографии концепцию теоретических тарелок и жидко-жидкостную распределительную хроматографию [62]. Через десятилетие вслед за стандартизацией Шталем методики тонкослойной хроматографии (ТСХ), адсорбционная ЖХ была поставлена на более прочный теоретический фундамент [39—50]. [c.28]

В случаях когда размер образца очень мал (аналитические нагрузки), определяют собственную, врожденную эффективность колонки ( число тарелок или высота тарелки), которая определяется не размером образца, а механическими параметрами, такими, как размер частиц, метод заполнения, конструкция колонки (см. разд. 1.4.3.2). Но в препаративной ЖХ размер тарелки (длина или высота, которая для данного диаметра цилиндра определяет объем) принципиально определяется количеством и концентрацией образца, введенного в слой. Чем меньше различие между силами притяжения каждой из фаз к молекулам двух видов, тем труднее разделение и тем большее число раз должен происходить процесс адсорбции и десорбции для достижения разделения. Чтобы обеспечить достаточное взаимодействие трудноразделяемого образца с поверхностью силикагеля, размер образца нужно соответственно уменьшить. Если желаемое разделение не может быть достигнуто даже при уменьшении таким образом эффективного объема тарелки, то, чтобы сделать время удерживания достаточным для требуемого количества молекулярных переходов между подвижной и неподвижной фазами, следует увеличить число тарелок (собственную эффективность колонки). Это можно сделать одним из следующих путей а) уменьшить размер частиц в колонке тех же размеров (что резко ограничивает размер образца) б) увеличить эффективную длину колонки (что позволяет производить загрузку больших образцов, но увеличивает время разделения и затраты растворителей) следующим путем [c.32]

Вернемся к рассмотренному выше примеру. Деля общую потенциальную емкость для 325 г силикагеля в колонке на число тарелок, требуемое для соединения, можно оценить размер образца на такой колонке. Так, для смеси двух компонентов с сб=1,3, каждый с молекулярной массой 250, и й/ = 2, которую следует разделить с требуемым разрешением 0,7, в колонку можно ввести образец смеси 1,6 г (195 г/237 тарелок = 0,8 г для компонента 1 и 180/237 = 0,8 г для компонента 2). Минимальная собственная эффективность колонки должна быть равна 2-237 = = 474 тарелки. Это значение легко достижимо при высоких скоростях потока, с использованием крупных частиц насадки, при разумной стоимости и относительно низком сопротивлении колонки. Нагрузки для компонентов, имеющих другие коэффициенты разделения и размеры колонок, приведены в табл. 1.5. Следует помнить, что с изменением типа соединения или адсорбента эти числа будут меняться. Однако эксперименты последнего десятилетия показали, что эти положения являются хорошей отправной точкой для оценки нагрузки в препаративной [c.33]

ЩИМИ ВЫХОД в данном разделении, служат нагрузка и время. Подобно многим другим переменным, которые рассматривались до сих пор, они являются взаимозависимыми с точки зрения компромисса, необходимого при оптимизации системы разделения (рис. 1.2). Если скорость потока подвижной фазы (объем в единицу времени) и объем системы остаются постоянными в ходе разделения, то, как было показано в разд. 1.3.1 и проиллюстрировано рис. 1.4, объем можно выразить непосредственно через время удерживания. Важно отметить вышеуказанное условие, так как, например, может изменяться подача насоса или сжиматься или набухать (как ионообменные слои при градиенте соли) слой в хроматографической колонке. В любом случае в крупномасштабной препаративной ЖХ время, необходимое для осуществления разделения и полного элюирования всех интересующих нас компонентов и приготовления колонки для последующего использования (путем промывания, установления равновесия и так далее), вносит вклад по крайней мере в два [c.40]

Рис. 1.14 (а—г). Демонстрация возможностей увеличения выхода и уменьшения расхода растворителя в циркуляционной препаративной ЖХ, а также влияния на разделение длины колонки и нагрузки. [c.45]

Опыт разделения соединений такой структуры показывает, что лучшее разделение может быть получено при использовании двухкомпонентной подвижной фазы. Поэтому повторное ЖХ-разделение на силикагеле было выполнено с использованием смеси хлороформ — этанол (99 1 по объему) в качестве подвижной фазы. При таком разделении коэффициент а был равен примерно 2,2 (кл = 0,87 йв = 0,4). Эта степень разделения позволяла теперь перейти к мульти-граммовым нагрузкам на препаративной колонке. Однако значение к, полученное пр1> небольших нагрузках, несколь- [c.60]

В лабораторную препаративную колонну диаметром порядка 50 мм вводится обычно 10—20 см смеси. Если при этом удельную нагрузку поддерживать па уровне аналитических колонн, то для получения нужных количеств вещества потребовались бы препаративные колонны огромного диаметра. Поэтому на практике используют одновременное увеличение как диаметра колонны, так и удельной нагрузки. Оба эти фактора вызывают снижение эффективности разделения. В связи с этим установление взаимной связи между диаметром колонны и удельной нагрузкой, с одной стороны, и эффективностью и разделительной способностью колонн, с другой,— является основной задачей теории препаративной газовой хроматографии. В настоящее время количественно удается оценить лишь некоторые эффекты, о влиянии других можпо составить в основном качественные представления. [c.250]

В препаративные хроматографические колонны вводят, как правило, от сотен микролитров до нескольких миллилитров пробы. Если при этом удельную нагрузку поддерживать такой же, как в аналитических колоннах, потребовались бы препаративные колонны огромного диаметра. На практике одновременно увеличивают и площадь поперечного сечения, и удельную нагрузку. Однако оба эти фактора снижают эффективность разделения в препаративных колоннах. Поэтому исследование степени влияния диаметра колонны и удельной нагрузки на эффективность является основной задачей теории препаративной хроматографии. В настоящее время удается количественно оценить некоторые эффекты о влиянии других можно составить лишь качественные представления. [c.12]

Для правильного выбора условий разделения на препаративном хроматографе необходимо использовать информацию, которую можно получить из данных для аналитической колонны. Прежде всего, данные по разделению на аналитической колонне позволяют оценить сложность задачи разделения и возможность получения всех или части заданных компонентов. Поскольку сложность проведения опытов на аналитической колонне существенно меньше, то аналитические колонны следует использовать в первую очередь для подбора сорбента. При этом следует учитывать, что правильный выбор сорбента для препаративной хроматографии даже более важен, чем для аналитической, поскольку при оптимальных условиях это позволяет либо увеличить нагрузку, либо при неизменной нагрузке повысить чистоту выделяемых фракций. Температуру разделительной колонки в препаративном хроматографе устанавливают такой же или несколько ниже температуры, оптимальной для аналитической колонны. [c.197]

После того, как на аналитической колонке подобраны условия разделения, можно ориентировочно оценить нагрузку для препаративной колонны и ее производительность. Для этого в аналитическую колонну вводят увеличивающиеся дозы смеси и определяют максимальную дозу при которой компоненты еще удовлетворительно разделяются (/(1 = 0,4—0,5). Рассчитать максимальную дозу Уп для препаративной колонны диаметром йи можно по следующей формуле [c.198]

В общем случае более селективной является та фаза, на которой проявляется наибольшее число примесей при удовлетворительном их разрешении. Как правило, для многокомпонентных систем на селективной фазе процесс разделения более продолжителен, так как вероятность совмещения неразделенных пиков меньшая, чем на неселективной фазе, и все компоненты должны уложиться на хроматограмме. В варианте препаративной хроматографии это означает большую продолжительность цикла разделения, а при одинаковой удельной нагрузке — меньшую производительность. Таким образом, производительность и степень чистоты связаны обратной зависимостью. Это подразумевает наличие оптимума по производительности при данной степени чистоты и наоборот, что нашло подтверждение в ряде работ на модельных смесях [4—6]. Представляло интерес сопоставить эти характеристики для реактивов, в частности, растворителей, когда [c.23]

В рассматриваемой работе получены зависимости Нр = = (Т) при различных количествах вводимой на разделение смеси (гептан — гексан) (рис. 3). Минимум зависимости Нр = = Т) можно наблюдать лишь при самых малых нагрузках. При увеличении количества смеси, вводимой в колонку, ВЭТТ, начиная с некоторого значения температуры, резко возрастает при повышении рабочей температуры колонки. Такой ход экспериментальных кривых теоретически может быть объяснен влиянием на эффективность препаративной колонки степени разбавления Кт и таких членов уравнения (5), как и у. Из полученных в ходе исследования данных следует, что величина Кт с ростом температуры вначале резко убывает, а затем, начиная с 70—75°, остается постоянной. Значения величин и Y (табл. 1) непрерывно возрастают с увеличением рабочей температуры колонки (возрастание величины 7 связано с уменьшением удерживаемого объема) суммарное влияние указанных параметров приводит к резкому возрастанию ВЭТТ препаративной колонки, начиная с рабочих температур колонки, превышающих 80°. Эта температура близка к средней температуре кипения компонентов разделяемой смеси. [c.8]

Экспериментально полученные в рассматриваемой работе зависимости ВЭТТ препаративной колонки от количества жидкой фазы при различных количествах вводимой в колонку разделяемой смеси показывают, что изменение зависимости Яр = = f(%HФ) совпадает с изменением зависимости ВЭТТ в аналитических колонках только при относительно небольших нагрузках (0,3—0,5 мл жидкой смеси). Для больших количеств смеси, вводимой для разделения, ВЭТТ уменьшается при уве- [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология