Размер частиц неподвижной фазы

Размер частиц неподвижной фазы [c.47]

При рассмотрении вопроса о размере частиц неподвижной фазы возникает ряд экспериментальных проблем, в частности проблема эффективного заполнения колонки данным тонким материалом. Легкость адгезии тонких слоев также зависит от размера частиц. Размер частиц влияет на проницаемость колонки (а следовательно, и на перепад давления в системе), а также на скорость анализа. [c.48]

Сегодня, по-видимому, все признают, что в аппаратурном отношении жидкостная хроматография при высоком давлении даже проще, чем газовая хроматография. Хроматографисты пришли к единому мнению, что оптимальный размер частиц неподвижной фазы должен составлять 5 или 10 мкм. [c.6]

Более популярным является динамический метод нанесения неподвижной фазы. Он заключается в том, что носитель, например силикагель с размером частиц от 5 до 10 мкм, вносят в колонку обычным суспензионным способом. На колонку подают заданный объем раствора неподвижной фазы, потом прокачивают растворитель, насыщенный неподвижной фазой, до установления равновесия. Носитель в колонке равномерно покрывается неподвижной фазой, она находится в равновесии с насыщенным фазой растворителем. Такая система будет стабильной и не нуждается в восстановлении из-за уноса фазы. Насыщение растворителя фазой может проводиться в предколонке с той же фазой, устанавливаемой после насоса до инжектора и периодически заменяемой. [c.31]

Из приведенного выше обсуждения следует, что при выборе колонки учитывают требуемые 1) степень разделения, 2) скорость анализа и 3) нагрузку колонки. Если необходимо провести анализ достаточно быстро и получить при этом хорошее разделение, то целесообразно использовать колонку, заполненную ППМ. Однако количество активной неподвижной фазы в такой колонке очень мало и уже при относительно небольшой пробе система перегружается. Высокую степень разделения получают, используя возможно меньшие пробы и большие времена анализа. Улучшить разделение можно, повысив давление в системе это позволит в необходимой степени удлинить разделительную колонку и соответственно увеличить длительность анализа. Чтобы число теоретических тарелок в колонке было достаточным, размеры частиц неподвижной фазы или носителей должны быть минимальными. Если имеется несколько подвижных фаз, то всегда выбирают ту, которая обладает самой низкой вязкостью. Число тарелок и линейную скорость элюента (при заданном перепаде давлений) можно оптимизировать, уменьшая вязкость подвижной фазы. [c.34]

Как показано в разд. П.Е, минимальная достижимая высота, эквивалентная теоретической тарелке, является функцией размера частиц неподвижной фазы. Чем меньше диаметр частиц, тем меньше высота тарелки и тем больше при одинаковой длине разделительной колон- [c.51]

Роль пористой структуры частиц неподвижной фазы в хроматографическом процессе до сих пор остается не вполне ясной. Главная часть поверхности объема нор насадки обычно зависит от наличия в матрице пор наименьшего размера (меньше 40 А [c.81]

В упрощенном виде механизм эксклюзионной хроматографии может быть представлен следующим образом. Неподвижная фаза — пористый материал, причем средний размер пор сопоставим с размерами молекул разделяемых веществ. Молекулы смеси в колонке, заполненной таким материалом, будут вести себя по-разному, в зависимости от размеров. Наиболее крупные молекулы, не способные диффундировать внутрь пор неподвижной фазы, могут находиться только в пространстве между частицами и, следовательно, их удерживаемый объем будет равен объему колонки минус суммарный объем частиц неподвижной фазы (Ко). Молекулы, размеры которых меньше наиболее мелких пор сорбента, способны диффундировать внутрь частиц, поэтому удерживаются в колонке дольше, чем более крупные молекулы. Объем их элюирования равен полному объему растворителя в колонке, т. е. сумме объема пор и объема между частицами (К/). Молекулы промежуточных размеров, для которых доступна та или иная доля пор сорбента, будут выходить из колонки между объемами Уо и I//. Если ввести в колонку смесь веществ с известными и в достаточной степени различающимися молекулярными массами, из хроматограммы можно получить калибровочную кривую, подобную изображенной на рис. 111.40. Следовательно основная сфера применения эксклюзионной хроматографии — фракционирование смесей в соответствии с их молекулярными массами. Калибровочная кривая эксклюзионной хроматографии в своей средней части содержит линейный участок, в котором разделяющая способность колонки и точность измерений максимальны. Эта линейная часть обычно охватывает примерно два порядка молекулярных масс. Рабочий диапазон эксклюзионной колонки зависит от размера пор и смещается в область больших масс при увеличении среднего размера пор сорбента. Поэтому для работы в широком диапазоне масс обычно последовательно соединяют две или более колонок, различающихся по размеру пор. [c.333]

Очень часто эти требования несовместимы, так как наряду с проблемами кинетики и термодинамики должен быть решен сложный комплекс вопросов гидродинамических, теплотехнических, конструктивных, экономических и др. С одной стороны, необходимо выбрать физико-химические условия (давление, температуру, объемную скорость, состав исходной смеси, катализатор и т. д.), определяющие оптимальный ход процесса, а с другой — обеспечить эти условия путем выбора способа осуществления процесса (в неподвижном, движущемся или псевдоожиженном слое), линейной скорости реагентов, метода теплообмена, конструкции аппарата, размеров частиц твердой фазы и т. д. [c.605]

Обычно хроматографический прибор (рис. 11.1) состоит из разделительной хроматографической колонки, заполненной частицами неподвижной фазы определенного размера. Неподвижная фаза может быть либо твердым адсорбентом, способным адсорбировать на своей поверхности молекулы разделяемой пробы, либо инертным носителем, поверхность которого покрыта пленкой жидкости, поглощающей молекулы газа или пары летучего вещества. Хроматографическую колонку помещают в термостат и непрерывно продувают через нее поток инертного газа-носителя. Небольшая проба летучих веществ вводится специальным приспособлением — дозатором в начальную часть колонки. Газ-носитель перемещает отдельные компоненты разделяемой смеси вдоль слоя неподвижной фазы со скоростями, обратно пропорциональными их адсорбируемостям или растворимостям, в результате чего они будут покидать разделительную колонку в разные моменты времени, образуя своеобразные хроматографические полосы. Содержание компонента в такой полосе определяется чувствительным детектором. При полном разделении каждая полоса отделена от другой зоной чистого газа-носителя. Кривая показаний детектора, обычно регистрируемая автоматически, представляет собой совокупность хроматографических пиков разной высоты и ширины, расположенных на горизонтальной основной линии и образующих так называемую хроматограмму, [c.82]

ЭТИХ пустот заполнены относительно неподвижной подвижной фазой. Молекулы анализируемых веществ проникают или диффундируют через отверстия пор и выходят обратно. Контролируя размеры отверстий пор и число их, можно осуществить селективное разделение по размерам молекул, или молекулярную фильтрацию. Молекулы анализируемых веществ, поперечные размеры которых превышают размеры наибольших отверстий пор, не могут попасть в пустоты, находящиеся внутри частиц неподвижной фазы, и поэтому во время пребывания в колонке они находятся вне внутренних пустот этих частиц. [c.67]

И XV, посвященных процессам адсорбции и сушки. Здесь отметим только, что псевдоожижению подвергаются частицы значительно меньших размеров, чем частицы материалов, находящихся в неподвижном слое. Гидравлическое сопротивление кипящего слоя при этом относительно невелико, а уменьшение размеров частиц приводит к увеличению поверхности их контакта с потоком и снижает сопротивление диффузии внутри частиц при взаимодействии между твердой и газовой (или жидкой) фазами. В результате возрастает скорость протекания многих процессов. [c.106]

Если использовать в качестве неподвижной фазы частицы поперечно-сшитого набухающего полимера, то в определенном диапазоне размеров молекул растворенных веществ они будут по-разному распределяться между свободным объектом подвижной фазы и внутренними областями частиц. Чем больше размер молекул, тем меньше число пор в сшитом полимере доступно для этих молекул и, следовательно, тем слабее они будут удерживаться неподвижной фазой. В этом случае вещества в ходе прохождения через колонку с частицами такого набухшего полимера — геля будут разделяться [c.339]

Идеальный материал носителя неподвижной фазы состоит из маленьких гомогенных сферических частиц, которые химически инертны, термически н механически устойчивы и имеют удельную площадь поверхности от 0,5 до 4 м /г. Размер частиц носителей составляет около 150-250 мкм (что соответствует американским мерам измерения 100-60 меш). [c.254]

При низких скоростях подвижной фазы влияние массопередачи на высоту тарелки для больших молекул выше, чем для маленьких, но в первом случае эффект увеличения скорости подвижной фазы менее выражен. Как следует из теории случайного шага, размывание пика, вызываемое вихревой диффузией, уменьшается с уменьшением размера частиц неподвижной фазы увеличение ширины фракшга дает небольшой эффект. [c.111]

В дисперсных системах при достаточно малых размерах частиц дисперсной фазы обнаруживается их участие в тепловом движении. Изучение коллоидных частиц, занимающих промежуточное положение между молекулами, находящимися в постоянном движении в истинных растворах, и крупными структурными образованиями в высокоструктурированных объектах, практически неподвижными в отсутствие внешнего воздействия, показало возможность приложения к коллоидным частицам основных закономерностей для молекул, известных из молекулярно-кинетической теории. Принципиальным выводом стало то, что между молекулярно-кинетическими свойствами истинных растворов и коллоидных систем нет качественной разницы, а различия носят только количественный характер. [c.18]

Объем элюирования молекулы зависит от доли времени, которое молекула проводит в неподвижной фазе. Определяется это вероятностью молекулярной диффузии в поры и, следовательно, в основном зависит от размера пор и молекулы. Благодаря тому что коэффиш-ент диффузии молекулы в неподвижной фазе не слишком отличается от коэффициента диффузии в подвижной фазе, время, необходимое для диффузии молекулы внутрь частицы неподвижной фазы и обратно, мало по сравнению с временем, в течение которого полоса растворенного вещества проходит мимо частицы. Поэтому разделение можно рассматривать как равновесный процесс. [c.112]

Распредепение частиц по размерам в неподвижной фазе должно быть оптимальным (оптимальная фракция) чем уже фракция для данного среднего диаметра, тем меньше перепад давления в колонке. [c.115]

Диффузия через газовую пленку как лимитирующая стадия процесса. Сопротивление пленки газа на поверхности частицы зависит от относительной скорости газового потока и частицы, свойств газа и размера частицы. Взаимосвязь этих величин выявляется только экспериментально и дается в виде полуэмпирического безразмерного уравнения, которое выражает их соотношение только применительно к определенным условиям контактирования газа с твердой фазой (неподвижный слой зернистого материала, псевдоожиженный слой и свободное паден-ие частиц). Например, при свободном падении твердых частиц Фросслинг получил уравнение для передачи массы (в мол. долях) от вещества, находящегося в газовом потоке, к веществу частицы [c.340]

Оседают ли частицы под действием сил тяжести в покоящейся или слабоперемешиваемой жидкости или находятся в сдвиговом потоке, — они будут перемещаться относительно друг друга и могут сталкиваться. Однако это столкновение не похоже на чисто геометрическое столкновение биллиардных шаров. Частицы находятся в вязкой жидкости и могут сблизиться только после выдавливания разделяющей их пленки сплошной фазы. Сближению капель препятствуют значительные силы, которые зависят от вязкости сплошной фазы, относительных размеров частиц и скорости их сближения. Вследствие гидродинамического взаимодействия частиц даже почти при центральном их сближении, когда столкновение казалось бы неизбежным, частицы могут обойти друг друга, не коснувшись. Такое поведение частиц неоднократно наблюдалось в физических и модельных экспериментах. На рис. 5.2 приведены результаты по моделированию сближения сферических частиц в вязкой жидкости 1105]. Одна частица была неподвижной, а другая двигалась к ней вместе с потоком жидкости. Из приведенного рисунка хорошо видно влияние гидродинамического взаимодействия между частицами на траекторию их движения. [c.84]

Газожидкостная хроматография широко применяется для анализа бензольных углеводородов. Метод анализа включен в ГОСТ для оценки качества бензольных углеводородов (ГОСТ 2706.2—74). При этом используют неподвижную фазу ПЭГ-1000 (10%), нанесенную на сферохром-1 (размер частиц 0,3—0,5 мм), либо ПЭГА (15 или 30%) на динохроме-Н (размер частиц 0,25—0,315 мм). Анализ проводят на хроматографе с пламенно-ионизационным детектором при чувствительности не ниже 2,5X10 мг/с в качестве газа-носителя используют азот или аргон. Рекомендуемые условия анализа приведены в табл. 21. [c.135]

Адсорберы с кипящим слоем поглотителя. Как отмечалось (см. главу И), в кипяшем слое размеры частиц адсорбента меньше, чем размеры его частиц в неподвижном слое, что способствует уменьшению внутридиффузионного сопротивления твердой фазы и приводит к существенному увеличению поверхности контакта фаз. В кипящем слое при прочих равных условиях интенсивность внешнего массопереноса также выше, чем в неподвижном слое, вследствие больших скоростей газа, движущегося через слой. [c.577]

Существенное влияние на эффективность разделения оказьшает равномерность заполнения колонки сорбентом Применение находят два способа сухой и суспензионный. Последний способ применяют в тех случаях, когда размер частиц сорбента менее 30-50 мкм. Суспензию готовят в подходящем растворителе, контакт с которым не изменяет свойств сорбента, и вводят в колонку под давлением с высокой скоростью. Общие при1[ципы способов заполнения, выбора высоты и диаметра колонок достаточно подробно рассмотрены в литературе 101-103]. Следует заметить, что в настоящее время наблюдается тенденция к пер< ходу на микроколонки диаметром 1 мм и менее. В частности, развивается капиллярный вариант колоночной хроматофафии, В этом случае неподвижную жидкую фазу наносят в виде тонкой пленки на стенки колонки. Толщина пленки равна 1-5 мкм при диаметре капилляра от 20 до 250 мкм [104], Основные ограничения для капиллярных колонок связаны с их малой вместимосгью масса разделяемых веществ не превьпиает микрофаммо-вых количеств, а объем пробы - долей микролитра, [c.224]

Для эффективного хроматографического разделения огфеделяемых компонентов наиболее часто применяют колонки длиной 25 см и внутренним диаметром 4-5 мм, заполненные сферическими частицами силикагеля размером от 5 до 10 мкм с привитыми октадецильными группами 54] Появление в последние годы колонок меньщего диаметра, заполненных более мелкими частицами силикагеля, привело к уменьщению расхода растворителей и продолжительности анализа, увеличению эффективности разделения. К идеальному варианту приближаются колонки с внутренним диаметром 1-2 мм, позволяющие разделять 100 ш- пробы, содержащейся в 1 мкл раствора (т е. при концентрации 0,1 мкг/г), на неподвижной фазе с диаметром частиц 10 мкм. [c.270]

Как следует из уравнения (1.15), эффективный коэффициент вихревой диффузии определяется двумя факторами размерами зерен адсорбента и коэффициентом нихр, учитывающим степень равномерности и плотности упаковки. Регулярность набивки, размеры частиц, их форма и изодисперсность могут способствовать уменьшению различий в скоростях потока подвижной фазы и тем самым уменьшению вклада вихревой диффузии в размывание. Таким образом, вихревая диффузия определяется в первую очередь не природой подвижной фазы, а геометрической характеристикой неподвижной фазы. Учитывая обычные размеры зерен в высокоскоростной жидкостно-адсорбционной хроматографии ( з 10 см) линейную скорость подвижной фазы (а—Ю см с- ) и коэффициент молекулярной диффузии в жидкой фазе (5 —10- см -с- ), можно рассчитать примерный вклад вихревой диффузии в ВЭТТ. Он оказывается равным 10 см, т. е. на порядок больше, чем вклад продольной диффузии. [c.72]

Носители неподвижных фаз. В ГЖХ НФ наносят на твердый носитель (см. рис. 28.12). Носитель должен обладать достаточной удельной поверхностью, механической прочностью, однородным распределением пор и размеров частиц, а также способностью смачиваться НФ. Весьма важными свойствами являются малая адсорбционная активность и химическая инертность, что достигается специальной обработкой носителя. Как правило, используют носители с поверхностью I—5 м /г, предварительно обработанные кислотами, щелочами и специальными реагентами для уменьшения адсорбционной активности. Наиболее часто применяют носители на основе диатомита (кизельгур)— осадочной породы, состоящей из панцирей диатомовых водорослей. Кроме того, используют стеклянные мккрошарики, силикагель, тефлон и некоторые другие материалы. [c.623]

В газожидкостной хроматографии применяются два типа колонок — наполненные и капиллярные. Наполненные колонки по конструкции такие же, как и в газоадсорбционной хроматографии. Для заполнения колонок применяют нелетучие жидкости (неподвижная фаза), нанесенные в виде тонкого слоя на поверхность инертного носителя. В качестве носителей используют огнеупорный кирпич, кизельгур, трепел, диатомиты, размолотые до размера частиц 0,1—0,2 мм, в качестве неподвижной фазы — разнообразные масла вазелиновое, растительное, силиконовые — синтетические полимерные и т. п. Подбирая подходящую неподвижную фазу, обладающую различной растворяющей способностью по отношению к компонентам анализируемой смеси, и изменяя температуру колонки, удается получить четкую хроматограмму, на которой каждый пик соответствует одному компоненту, практически для любой смеси веществ. Анализ, как правило, проводят при температуре, близкой к темпе ратуре кипения смеси, однако возможно проведение анализа и при температурах на 200—300° ниже темпе [c.127]

Молекулы, имеющие в р-ре большой размер, или совсем ие проникают, или проникают только в часть пор геля и вымываются из колонки раньше, чем мелкие молекулы. В результате обеспечивается разделение молекул по размеру. Объем удержания Уя, -того компонента определяется ур-нием Уя, = Vo + Vfs , где Vo — объем движущегося р-рителя (пространство между частицами сорбента), — объем пор сорбента, доступных для молекул данного размера, Vfs, — KiVs, Ki — коэф. распределения молекул данного размера, Vj — объем р-рителя в порах сорбента (полный объем пор сорбента). Так как доступная часть объема пор Vfs, не превышает общего объема жидкости в порах сорбента Vs, то Ki не может быть больше 1. В связи с этим в Э. X. концентрация компонента внутри неподвижной фазы прямо пропорциональна его концентрации в подвижной фазе и пики на хроматограмме симметричны. Все анализируемые компоненты всегда элюируются в пределах объема (Vo 4- Vs), что позволяет вводить в колонку и разделять в-ва с неизвестными характеристиками удерживания. [c.693]

Неподвижной фазой при разделении служит силикагель КСК, для закрепления силикагеля используют химически чистый гипс Са304. Силикагель измельчают и используют фракцию с размером частиц 100— 200 меш (с. 70). [c.72]

При отсутствии четких литературных аналогий начинают разделение методом ион-парной хроматографии на обращенной фазе ie с размером частиц 5—10 мкм. Наполнителем в ион-арной хроматографии с добавкой органической неподвижной азы является материал, используемый для обращенной фазы, при работе с нормальной фазой применяют обычный силикагель 5—10 мкм, как и в случае адсорбционной хроматографии, возможно применение нейтральных полистирол-дивинильных смол или смол ХАД. Колонки с i8 служат дольше в ион-парной хроматографии, чем колонки с неподвижной фазой, имеющей более короткую углеводородную цепь. Последующая после привязывания фазы силанизация улучшает свойства материала и увеличивает срок его службы (партисил 5 ОДС). [c.80]

Схемы процесса. Пром. реализация Р., проводимого в аппаратах-растворителях, связана с определенной схемой взаимод. твердой и жидкой фаз замкнутый периодич. процесс (напр., в аппарате с мешалкой) прямоточное или противоточное Р., при к-ром фазы движутся соотв. в одном направлении либо в противоположных направлениях периодич. Р. в слое растворяющихся частиц (жидкость фильтруется через неподвижный стационарный слой). В крупно-тоннажных произ-вах наиб, распространены прямоточная и противоточная схемы. При прямотоке пов-сть Р. и движущая сила (Сд — с) одновременно уменьшаются, что приводит к замедлению процесса. При противотоке уменьшение пов-сти Р. сопровождается увеличением разности концентраций, а скорость Р. более постоянна. Выбор схемы Р. зависит также и от др. факторов, напр, от размера частиц растворяющегося в-ва. Так, при Р. полидисперсной смеси частиц в противоточном аппарате трудно избежать вьшоса за его пределы мелкой фракции вместе с жидкостью. [c.180]

Неподвижными фазами, применяемыми в ТСХ, служат те же материалы, что и в ВЭЖХ для разделений, основанных нв адсорбции, распределении (нормально или обращенно-фазовом), ионном обмене и эксклюзии. Эти материалы в внце мелко размолотых частиц наносятся на плоские пластины размером 5 X 10,10 X 20 или 20 х 20 см. При размере частиц 20 мкы достигается толщина слоя от 200 до 250 мкм. Во время развития хроматограммы при ее длине 12см в течение 25 мин достигается около 200 стадий разделения. [c.293]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология