Теоретические основы хроматографических процессов

Теоретические основы хроматографических процессов [c.346]

При рассмотрении теоретической основы хроматографии в тонком слое следует отметить, что во всех хроматографических процессах разделения основной принцип один и тот же. Подвижная фаза движется сквозь неподвижную фазу и при этом разделяемые компоненты перемещаются с различными скоростями в направлении движения потока. Получение хроматограмм в тонком слое в основном выполняется методом элюционного анализа. Если в бумажной распределительной хроматографии за основную характеристику принята величина /, то здесь к этому показателю следует относиться с осторожностью. Движение растворителя и веществ протекает в тонких слоях несколько иначе. Так как сорбент в ХТС берется сухой, распределение растворителя вдоль пути неодинаково и относительные скорости перемещения хроматографируемых веществ будут неравномерны. [c.80]

Физико-математическое рассмотрение этих процессов приводит в зависимости от подхода к различным общим теориям хроматографии, которые, хотя имеют различную форму, родственны друг другу и в своей основе применимы к любому хроматографическому методу, следовательно, и к хроматографии в тонких слоях. В разделе I мы даем краткое изложение способа рассмотрения, основанного на наглядной модели хроматографического процесса. Несмотря на наглядность в нем отсутствуют априорные положения (например, теоретические тарелки) этот способ в той мере, в какой адсорбционные и распределительные явления не зависят от концентрации, нашел безупречное математическое выражение. Мы увидим ниже, какое распределение вещества имеет место в движущейся зоне, каким образом скорость движения или значения Rf зависят от коэффициентов распределения или адсорбции и почему происходит деформация зоны. [c.82]

Газовая хроматография — один из наиболее перспективных физико-химических методов исследования, бурно развивающийся в настоящее время. Создание и успешная разработка различных вариантов газовой хроматографии привели к перевороту в области аналитического контроля и автоматизации производственных процессов нефтяной, химической и других отраслей промышленности, а также в практике научной работы. Газовая хроматография позволяет исследователю быстро и эффективно решать такие задачи, которые ранее казались неразрешимыми или требовали огромных затрат труда и времени. Число публикаций, посвященных теоретическим основам и практическому применению газовой хроматографии, превысило 50 ООО, причем преобладающая часть этих работ относится к последним 25—30 годам. Из общего числа публикаций по аналитической химии газов и органических соединений, появляющихся в последние годы, около половины посвящено хроматографическим методам, из них около четверти — газовой хроматографии. [c.13]

Теория тарелок формальна и основана на сравнении хроматографического процесса со ступенчатым разделением, каким является, например, дистилляция. Значение высоты, эквивалентной теоретической тарелке, и число тарелок не могут служить характеристикой четкости хроматографического разделения веществ, как это предлагалось многими исследователями. Указанные величины являются лишь мерой расширения полосы и не учитывают того, что основа хроматографического разделения — разность скоростей движения различных компонентов пробы вдоль колонки, обусловленная выбором сорбента. Естественно, [c.48]

Взаимодействие разделяемых веществ с неподвижной фазой в той или иной степени препятствует их свободному перемещению с потоком жидкости или газа и, как следствие, снижает скорость их движения. Иногда довольно трудно определить механизм взаимодействия вещества с неподвижной фазой, и поэтому для обозначения таких процессов используют расплывчатый термин сорбция , а неподвижную фазу называют сорбентом . В процессе хроматографического разделения молекулы веществ многократно проходят этапы сорбции и десорбции, т. е. скорость их перемещения относительно неподвижной фазы постоянно меняется от нуля до скорости потока газа или жидкости. Этот динамический процесс и лежит -в основе хроматографического разделения. В рамках упрощенной тарелочной модели его описание подчиняется тем же законам, что и фракционная перегонка, и мерой его эффективности является высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). [c.13]

Несмотря на различия физических процессов, лежащих в основе методов хроматографического фракционирования, можно провести теоретическое рассмотрение ряда основных вопросов, общих для всех этих методов. Разумеется, здесь нет места для глубокого изложения теории хроматографии, но ознакомиться с ее основными положениями и выводами имеет смысл как для понимания ссылок и терминов, встречающихся в литературе, так и потому, что некоторые из этих выводов носят сугубо практический характер. Кроме того, знание общих закономерностей процесса хроматографической элюции послужит основой для дальнейшего, более углубленного анализа каждого из описываемых ниже специфических методов хроматографии. [c.14]

Оптически активные соединения играют исключительно важную роль во многих биохимических процессах, их исследование имеет принципиальное значение для теоретической органической химии и фармации, а контроль оптической чистоты производимых лекарственных средств в настоящее время законодательно введен во всех промышленно развитых странах. В свете этого не удивителен все возрастающий интерес исследователей к соверщенствованию старых и разработке новых методов разделения рацематов и контроля оптической чистоты получаемых продуктов. Однако вплоть до последнего времени методы разделения оптических изомеров мало отличались от предложенных Пастером еще в конце прошлого века, и лишь развитие хроматографии, особенно высокоэффективной жидкостной хроматографии, открыло новую страницу в этой области химической науки. Разработка хроматографических методов разделения энантиомеров позволила не только получать хиральные соединения со стопроцентной степенью оптической чистоты, но и, что особенно важно, перейти от эмпирического поиска разделяющих систем к созданию систем, позволяющих осуществлять разделение целых классов соединений на вполне рациональной основе с предсказуемым успехом. [c.5]

Теоретические принципы, положенные в основу расчета колонки для газо-жидкостной хроматографии, несколько отличаются от аналогичных принципов в других хроматографических методах. Причиной этого является то, что вследствие высокого сопротивления колонки и вследствие сжимаемости газов не соблюдается идентичность условий процесса вдоль длины колонки (изменяются давление, плотность и скорость течения газа). Поэтому при теоретических расчетах обычно учитывают следующие факторы, от которых зависит эффективность процесса газо-жидкостной хроматографии удерживаемый объем или время удерживания, давление и скорость движения газа, сопротивление или проницаемость колонки. [c.193]

Основная забота химика, занимающегося исследованием веществ, определяющих вкус и запах, состоит в правильном выборе типа хроматографической колонки и рабочих параметров процесса разделения. Почти во всех случаях в этой области исследователь встречается с настолько сложными смесями, что идентификация входящих в их состав разделенных компонентов невозможна без использования вспомогательных методов. Поэтому для таких смесей требуется высокая степень разделения. Концентрации компонентов смеси могут изменяться в широких пределах, поэтому используемые хроматографические детекторы должны быть чувствительными к следовым количествам вещества, а колонки должны обеспечивать разделения относительно больших проб. Более того, компонентами разделяемой смеси могут быть соединения самых разных типов, от полярных до неполярных, содержащие любые функциональные группы. В связи с этим попытки связать селективность неподвижной фазы с ее разделительной способностью обычно оказываются безуспешными. К сожалению, часто более успешным бывает выбор колонки на основе опыта исследователя, а не на основе каких-либо теоретических рассмотрений. [c.262]

Эффективность колонки измеряется числом теоретических тарелок, на метр длины колонки. Концепция теоретических тарелок в газовой хроматографии подобна принятым в дистилляции представлениям, хотя в хроматографических колонках тарелки, как таковые, не используются. Довольно часто от начинающих хроматографистов можно слышать примерно следующее "Меня не интересует, сколько теоретических тарелок в моей колонке, меня интересует только раэ-деление". Хотя представления о теоретических тарелках могут и не отражать реального процесса разделения в хроматографической колонке - это в конце концов, не столь важно, - но данное понятие дает достаточно общую основу для количественного (числового) сравнения эффективности колонок. Нередко начинающий хроматографист, наблюдая неполное разделение анализируемых соединений, не в состоянии установить, является ли это результатом плохой (недоста -точной) эффективности колонки или плохой селективности используемого сорбента. Помните, что обсуждать проблемы разделения имеет смысл только после того, как вы подготовите детальное описание условий эксперимента и измерите непосредственно из -хроматограмм некоторые количеств венные характеристики, такие, как коэффициенты разделения и общее число теоретических тарелок колонки. [c.19]

Предлагаемая вниманию читателя книга известного чешского ученого Й. Новака является изложением результатов его оригинальных исследований теоретических основ количественного газохроматографического анализа. Для нее характерен единый подход к изложению всей проблемы, в котором соединены понимание законов формирования сигнала в детекторе на основе знания физико-химического механизма происходящих в нем процессов и полный учет особенностей размывания фронта вещества при его движении через хроматографическую колонку. [c.5]

Физико-математические способы рассмотрения процессов, различные общие теории хроматографии, которые хотя и имеют различную форму, родственны друг другу и в своей основе применимы к любому хроматографическому методу, в том числе и к хроматографии в тонких слоях. В последнем случае имеются особенности протекания процесса, которые следует учитывать при теоретическом рассмотрении метода. [c.10]

Теоретические основы каталитического процесса дегидрирования алкил бензолов (этилбензола) и сведения о катализаторах изложены в работе 15. В данной работе следует исследовать раздельное и совместное каталитическое депидрирование алкилбензолов на укрупненной лабораторной установке с хроматографическим анализом исходных веществ и продуктов реакции и расчетам основны.х показателей процесса. [c.153]

В пособии рассматривается теория хроматографического процесса, даны теоретические основы выбора сорбентов, освещены теоретические аспекты различных вариантов газовой хроматографии капиллярной, вакантной, препаративной, хроматографии без газа-носителя и с программированием температуры. Специальная глава посвящена применению газовой хроматографии для изучения физико-химических свойств веществ. [c.2]

Изложены общие теоретические основы аналитической химии и качес1 венный анализ. Рассмотрены гетерогенные (осадок — раствор), протолитические, окислительно-восстановительные равновесия, процессы комплексообразования, применение органических реагентов в аналитической химии, методы разделения и концентрирования, экстракция, некоторые хроматографические методы, качественный химический анализ катионов и анионов, использование физических и физико-химических методов в качественном анализе. Охарактеризованы методики аналитических реакций катионов и анионов, нх идентификация по ИК-спектрам поглощения. Приведены примеры и задачи. [c.2]

Одна из главных задач теории неравновесной хроматографии — изучение причин размывания хроматографических полос. Это явление может быть обусловлено диффузионными и кинетическими факторами. Их влияние на процесс разделения может быть настолько велико, что даже при значительной разнице коэффициентов распределения вещества могут не разделиться. Явление размывания полос в реальной хроматографической колонке очень сложно и может быть описано лишь приближенно на основе теорий, устанавливающих зависимость между мерой размывания и указанными факторами. Для описания неравновесной ГХ чаще всего используются теория теоретических тарелок и теория эффективной диффузии. Обе теории основаны на допущении о том, что хроматографический процесс протекает в линейной области изотермы распределения (п ГЖХ) или изотермы адсорбции (в ГАХ), Количественной мерой размывания в первом случае является высота теоретической тарелки Н, во втором — эффективный коэффициент диффузии Дэфф. [c.334]

Hoiupta,. В работе осуществлен комплексный подход к решению структурно-аналитических и физико-химических аспектов реакций нефтехимического синтеза на основе спектроскопических, хро-матофафических и химических методов исследования, позволяющий получать качественно новую информацию. Впервые получен комплекс экспериментальных данных структурных, аналитических, кинетических и закономерностей реакций процессов синтеза алкилфенолов и сукцинимидов, которые составили теоретическую базу технологических процессов синтеза алкилфенолов с высокомолекулярными радикалами линейного строения и высокомолекулярных сукцинимидных присадок. Разработаны новые комплексные спектрально-хроматографические методы анализа молекулярных систем в процессах синтеза компонентов поверхностно-активных веществ, присадок, высокочистых полифениловых эфиров, спектроскопические методы определения антиокислительной активности ингибиторов при термоокислении полимеров и энергетических характеристик конформаций вы- [c.8]

Достаточно обгцее и формальное описание размывания зоны в хроматографическом процессе было сделано Мартином и Синжем [37] на основе теории теоретических тарелок. Хроматографическая колонка в этой теории рассматривается как система, состояш,ая из последовательности примыкающих друг к другу секций. Каждая секция и является теоретической тарелкой, в которой мгновенно устанавливается равновесие хроматографируемого соединения между жидкой и газовой фазами. Хроматографический процесс моделируется как многократное повторение двух операций 1) мгновенного переноса подвижной фазы из данной тарелки в следующую в условиях отсутствия обмена вещества между фазами и [c.29]

Для характеристики эффективности хроматографической колонки широко используется такая величина, как число теоретических тарелок N. Это понятие вытекает из достаточно общего, нО формального описания размывания хроматографической зоны в ходе разделения, которое было предложено Мартином и Синжем [13] на основе теории теоретических тарелок. Хроматографическая колонка в этой теории рассматривается как система, состоящая из последовательно примыкающих друг к другу секций. Каждая секция является теоретической тарелкой, в которой мгновенно устанавливается равновесие компонентов анализируемой пробы между неподвижной и подвижной фазами. Хроматографический процесс моделируется как многократное повторение двух операций мгновенного переноса подвижной фазы из данной тарелки в следующую при отсутствии массообме-на между фазами и установлении равновесия между подвижной и неподвижной фазами на каждой тарелке. При числе теоретических тарелок Л/ >100 концентрация анализируемого вещества определяется по уравнению [c.22]

Таким образом, многоактные, динамические процессы являются основой для аналитического и препаративного (малого масштаба) разделения смесей веществ. Эффективность хроматографических элюциопных процессов весьма высока. Повторение актов межфазного обмена в хроматографических колонках наступает при ничтожном по высоте перемещении компонентов смеси. Высота эффективной теоретической тарелки при высокоэффективной жидкостной хроматографии ФАВ близка к миллиметру и может составлять даже несколько меньшую величину. Таким образом, современные аналитические колонки способны характеризоваться тысячами теоретических тарелок. Естественно, что подобное многократное повторение актов межфазного переноса соответствует значительно более эффективному разделению веществ, чем в одноактных процессах. Однако стоимость многоактных, в частности хроматографических, процессов очень велика, что ограничивает их использование для препаративных целей, особенно в крупномасштабных процессах. [c.11]

Как уже отмечалось в главе I, основные понятия и теоретические положения, лежащие в основе хроматографического метода, были сформулированы его основателем М. С. Цветом. В своих трудах он дал качественное теоретическое объяснение основных приемов получения хроматограмм. Несмотря на то, что Цвет разрабатывал главным образом вопросы теории молекулярной адсорбционной хроматографии, некоторые из установленных им теоретических положений имеют общее значение и для других видов хроматографии. Так, например, открытый Цветом закон адсорбционного замещения относится в равной мере и к молекулярной и к ионообменной хроматографии. Цвет сформулировал также условие, необходимое для осуществления хроматографического процесса. В своей монографии Хромофиллы в растительном и животном мире он писал Для того, чтобы два находящихся в растворе вещества могли быть разъединены по адсорбционным методам, необходимо, чтобы они занимали неодинаковый ранг в адсорбционном ряду (1910в, стр. 85). [c.47]

Использованию газовой хроматографии для определения различных физико-химических характеристик хроматографической системы посвящен ряд работ [3, 4, 25]. Однако в них основное внимание уделяется традиционной газовой хроматографии и недостаточно полно рассматриваются специфические особенности применения ГХНЭ для этой цели. Так же как и в традиционной газовой хроматографии, основой успешного применения ГХНЭ как метода физико-химических измерений является разработанная теория хроматографического процесса, наличие корреляций между параметрами хроматографической системы и параметрами получаемых пиков. Однако специфика хроматографического процесса с неидеальными элюентами, описанная выше, существенно усложняет его теоретическое описание. [c.32]

Хроматография является непрерывным процессом. Для теоретического рассмотрения его обычно разбивают на ряд периодических, следующих друг за другом единичных актов. Для описания ТСХ раньше обычно использовали теорию колоночной (одномерной) хроматографии [409]. Однако при проведении хроматографического процесса в тонких слоях сорбента на пластинке (как бы в откр ытой колонке с частично удаленной стенкой) в ходе независимого движения компонентов по ней происходит постепенное размывание хроматографических пятен в двух направлениях (в отличие от колоночной хроматографии, где поперечное размывание ограничено стенками колонки). Поэтому для количественного описания такого двумерного хроматографического процесса более правильно, на наш взгляд, применять теорию двумерной хроматографии, предложенную Б. Г. Беленьким с сотрудниками [5, 6]. Изложим кратко сущность этой теории. В основу теории авторами были положены следующие представления. [c.10]

В книге кратко изложены теоретические основы, хроматографии. Приведены методы хроматографического разделения отдельных классов органических и неорганических соединений. Описаны препаративные и аналитические хроматографические колонки и разшчние напо.и-нитет для них. Рассмотрены методы непрерывного га-30-хроматографического контроля и регулирования технологических процессов, а также определение некоторых физических констант методом хроматографии. [c.2]

Газовая хроматография — неравновесный процесс, в ходе которого концентрационный профиль пробы, выражаемый прямоугольной функцией, переходит в пик, профиль которого отвечает гауссову распределению. В основе термодинамических расчетов лежит значение Vg, измеренное в максимуме пика. Теоретические исследования показали, что влияние замедленного массо-обмена может приводить к различиям между измеренным и гипотетическим хроматографическим равновесным значением [11]. Поэтому неоднократно предлагалось применять в качестве параметра удерживания не Vg, а первый статистический момент пика, который зависит только от коэффициента распределения и коэффициента продольной диффузии пробы [12]. Измерения IJг, основанные на первом моменте и на максимуме сигнала детектора, хотя и требуют привлечения математических методов, осуществимы с той же точностью [2, 3], что и в случае измерения Уг. Форма пика должна быть по возможности симметричной, хотя это при неленгмюровской изотерме адсорбции может не иметь места даже при большом разбавлении [14]. [c.330]

Предпринимались также попытки проведения полного анализа аминокислот на одной колонке, что сокращало время анализа и, кроме того, уменьшало количество анализируемого продукта. В этом направлении наибольших успехов достиг Гамильтон с сотрудниками [2, 22], которому удалось на основе теоретического исследования процесса элютивной хроматографии аминокислот предложить разделительные колонки высокого разрешения. Ниже мы кратко из.иагаем работу Гамильтона, Богю и Андерсона [31], посвященную теории элютивного хроматографического анализа аминокислот. Вводится понятие коэффициента разделения Кл соседних пиков аминокислот а и и, поскольку форма пиков при элютивной хроматографии имеет гауссову форму, этот коэффициент может быть записан следующим образом [c.152]

Не меньшее значение имеют методы ТФХБТ для получения высокоочищенных веществ из продуктов микробного синтеза. Попытка ограничить эту задачу и рассматривать ее в качестве дополнительной химической очистки на основе использования известных, традиционных методов и процессов препятствовала получению больших выходов высокоочищенных препаратов, свободных от близких к основному продукту побочных, часто токсичных, веществ. Создание общих теоретических концепций препаративного разделения сложных смесей веществ и развитие современных методов ТФХБТ позволили как улучшить степень очистки, так и удешевить препаративные методы и технологические процессы. В связи с этим методы ТФХБТ, в том числе рассматриваемые здесь сорбционные и хроматографические методы, приобрели в последнее время исключительно большое значение в области получения как лекарственных веществ, так и биохимических препаратов, предназначенных для аналитических целей, а также для проведения исследовательских работ. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология