Высота эквивалентная от размера частиц

Вторая группа параметров включает в себя кинетические и диффузионные параметры хроматографического опыта, определяющие процесс размывания хроматографической полосы и не связанные с селективностью непосредственно. К этим параметрам относятся размеры колонки (длина слоя сорбента и поперечное сечение колонки) размер и форма частиц сорбента давление, скорость потока природа газа-носителя температура колонки количество вводимой в колонку анализируемой смеси (доза) и способ ее введения содержание неподвижной жидкой фазы в колонке или эффективная толщина пленки неподвижной жидкой фазы, давление. Совокупность параметров хроматографического опыта, входящих во вторую группу, от которых, так же как и от селективности, зависит качество разделения, условно (для отличия от селективности) можно назвать общим термином — эффективность. Эффективность выражается высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), или числом тарелок N. [c.128]

Химическая природа носителей обсуждается в гл. 5 для устранения собственной адсорбционной активности частичек носителей их подвергают предварительной обработке, методика которой рассматривается в связи с методами обработки носителей экстрагентами (разд. 2.1). В данном разделе обсуждается только проблема стандартизации размера частиц (зерен) носителя. Из теории хроматографии следует, что зернистость носителя влияет на высоту эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ), поскольку размер частичек определяет вихревую диффузию и массонеренос в подвижной фазе [3]. Вихревая диффузия определяется характером движения подвижной фазы в колонке, которая в свою очередь зависит только от структуры упаковки носителя и профиля потока между частичками носителя. Согласно Гиддингсу [3], особенности движения подвижной фазы гораздо больше влияют на уширение зоны по сравнению с другими факторами (за исключением, может быть, диффузии). [c.67]

В качестве уравнения движения может быть использовано уравнение (2.72), в котором эквивалентный диаметр частиц /д, а следовательно, и скорость Иоо и коэффициент сопротивления С будут переменными величинами. Для определения потока массы / из одной фазы в другую необходимо решить совместную задачу гидродинамики, массо- и теплообмена при движении частиц в колонном аппарате. Предположим, что скорости массообмена невелики и изменение размера частиц по высоте аппарата происходит достаточно медленно. Пусть — характерное расстояние этого изменения. Если характерное расстояние гидродинамической стабилизации частицы и, кроме того, Ну<Н, то ясно, что 100 [c.100]

С диаметром 4 мм и нерегулярных микронасадочных колонок с внутренним диаметром 0,4 мм, заполненных активным оксидом алюминия с частицами размером 0,10—0,125 мм, показывает, что они имеют примерно равную высоту, эквивалентную теоретической тарелке, Л=1,2 мм. На этом примере авторы работы [65] показали, что из-за значительного уменьшения ко- [c.111]

На эффективность разделения веществ влияет размер частиц твердого носителя. Установлено, что между диаметром зерен носителя и временем удерживания компонента существует обратно пропорциональная зависимость. Влияние размера частиц носителя на эффективность разделения учитывается в уравнении Ван-Деемтера с помощью множителя dp. Действительно, с увеличением размера зерен носителя (как следует из этого уравнения) увеличивается высота эквивалентной теоретической тарелки и, следовательно, уменьшается эффективность разделения. Но, с другой стороны, уменьщение зерен должно достигать оптимальной величины, чтобы не вызвать сильного возрастания другого члена уравнения X, так как при уменьшении зерен носителя возрастает сопротивление хроматографической колонки массопередаче. Изучение зависимости ширины хроматографического пика от размера зерен показало, что при определяющей роли продольной диффузии ширина пика ( л) не зависит от размера частиц, при определяющей роли внешней диффузии х пропорциональна d и, наконец, при определяющей роли внутридиффузионной массопередачи ц пропорциональна диаметру зерна dz [55]. [c.35]

Уменьшение размера частиц носителя приводит к снижению высоты эквивалентной тарелки, т. е. чем меньше размер частиц, тем более эффективна колонка. Однако начиная с некоторого значения снижение высоты тарелки, обусловленное уменьшением размера частиц, приводит к слишком большим практическим неудобствам. Прежде всего это приводит к необходимости проводить процесс под давлением, чтобы повысить скорость движения подвижной фазы до практически приемлемой, и, кроме того, трудно приготовить колонки с воспроизводимыми параметрами при использовании тонкодисперсного носителя. [c.68]

Смесь пропиленкарбоната и нитрила глутаровой кислоты испытывалась при различной концентрации на хромосорбе с одним и тем же размером частиц, а также при постоянной концентрации на хромосорбе различного зернения. Для каждой колонки были получены графики зависимости высоты, эквивалентной одной теоретической тарелке (ВЭТТ), и средней линейной скорости газа (рис. 1 и 2). Разделение на этих колонках пиков 1-бутен-изобутен, полу- [c.124]

Другим практическим соображением является доступность лишь ограниченного ассортимента колонок различной длины и частиц различных диаметров. На рис. 7.2 показана практическая ситуация с использованием тех же оценок, что и в приведенных вычислениях. В логарифмических координатах зависимость требуемой длины колонки от необходимого числа теоретических тарелок описывается прямой с наклоном, равным единице. Такие прямые построены для частиц четырех размеров (3, 5, 10 и 20 мкм) исходя из предположения, что приведенная высота, эквивалентная теоретической тарелке, равна четырем. Длину колонки ограничивает максимально допустимое давление. Это показано на рис. 7.2 тонкими линиями с наклоном 3/2. Две линии соответствуют предельным значениям давления 200 и 400 бар и вычислены для v = 10, Dm=10 м /с и г = 1 мПа-с. Для других условий такие линии можно легко построить при помощи уравнений (7.8) и (7.9). [c.371]

Измельчение частиц в псевдоожиженном слое является важным фактором, определяющим условия работы и конструкцию того или иного аппарата. Обусловленное им изменение фракционного состава и формы частиц влияет на гидродинамическую обстановку в слое и приводит к изменению эффективности контактирования фаз и, следовательно, глубины превращения и селективности процесса. Для улавливания уносимой из слоя мелочи приходится устанавливать сложные пылеулавливающие приспособления, а потери непрерывно пополнять. При проведении процессов в присутствии псевдоожи-женных нерегенерируемых катализаторов, характеризующихся сравнительно непродолжительным сроком службы, свежий катализатор в реактор для компенсации уноса не подается, поскольку при потере активности весь катализатор периодически полностью заменяется. В этом случае в результате износа и уноса катализатора наблюдается постепенное изменение его гранулометрического состава и уменьшение количества в реакционном объеме. Для таких процессов износ катализатора нужно характеризовать двумя параметрами количеством унесенной пыли (для оценки уменьшения высоты слоя и количества катализатора в зоне реакции) и каким-либо параметром, который однозначно характеризует изменение гидродинамической обстановки в слое, вызванное изменением формы и размеров частиц (ситовой состав, средний или эквивалентный диаметры частиц, критическая скорость псевдоожижения, скорость уноса частиц, равная скорости их свободного падения). [c.44]

Итак, мы описали отдельные диффузионные процессы, чей вклад в размывание хроматографических пиков наиболее важен. Из приведенных уравнений следует, что, меняя размер частиц (с1р), количество неподвижной фазы ( /), структуру сорбента и упаковку колонок (Я, у), а также подвижную фазу, можно тем самым менять и >т- Система растворенное соединение—-неподвижная фаза в большинстве случаев задается, поэтому существенно влиять на величины к и Оь практически невозможно. В тех случаях, когда влияние отдельных процессов на размывание пика взаимно независимо, зависимость высоты, эквивалентной теоретической тарелке, от скорости газа-носителя выражается уравнением, приведенным в работе [86] [c.163]

В высокоэффективной жидкостной хроматографии для достижения небольших значений высоты, эквивалентной теоретической тарелке, необходим наполнитель с малым размером частиц и узким распределением их по диаметрам. Нижним практическим пределом считается средний диаметр частиц около 5 мкм. Для эффективного разделения методом ионообменной хроматографии также нужны мелкие однородные частицы. [c.121]

Из уравнения (7.17) следует, что увеличение эффективности колонки путем уменьшения приведенной высоты, эквивалентной теоретической тарелке (/г), положительно влияет на чувствительность. Поэтому хорошо упакованные колонки следует использовать при оптимальной (или несколько более высокой) скорости потока. Если это имеет место, то к можно рассматривать как константу (2диаметра колонки и размера частиц. [c.376]

Константа А связана с действием вихревой диффузии, кото-, рая зависит от размера частиц и плотности заполнения колонки, величина В связана с коэффициентом диффузии молекул в подвижной фазе, это слагаемое учитывает действие продольной диффузии, а С характеризует кинетику процесса сорбция-десорбция, массопередачу и другие эффекты. Влияние каждого слагаемого уравнения (17.13 на величину Я в зависимости от скорости подвижной фазы показано на рис. 17.6. Первое слагаемое дает постоянный вклад в Н. Вклад второго слагаемого существен при небольшой скорости потока. С увеличением скорости подвижной фазы влияние третьего слагаемого возрастает, а доля второго уменьшается. Суммарная кривая, характеризующая зависимость Н от скорости потока, представляет собой гиперболу. При небольшой скорости потока высота, эквивалентная теоретической тарелке, уменьшается, а затем начинает возрастать. Поскольку эффективность колонки тем выше, чем меньше высота, эквивалентная теоретической тарелке, оптимальная скорость подвижной [c.324]

Влияние параметров колонки на размывание зоны. Теоретически выведен ряд уравнений, связывающих эффективность колонки, выраженную в единицах высоты, эквивалентной теоретической тарелке, с контролируемыми параметрами, такими, как скорость потока, размер частиц и характеристики наполнителя. Простейшее из них, дающее лишь приблизительное соотношение между скоростью потока и высотой, эквивалентной теоретической тарелке, известно как уравнение Ван-Деемтера [c.264]

Справедливость уравнения (24), согласно которому высота, эквивалентная теоретической тарелке, пропорциональна квадрату диаметра частицы, и других приближенных эмпирических уравнений, например уравнения (28), подтверждена экспериментально. Правда, такая зависимость вполне выполняется, только если размер частиц превышает 80 мкм [8]. В жидкостной хроматографии при высоких давлениях, когда колонки заполняются более мелкими частицами, эта зависимость уменьшения высоты, эквивалентной теоретической тарелке, нарушается. В работах [7, 16, 17, 27, 33, 34] указывается, что к уменьшается пропорционально [c.27]

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]

В процессе растворения высота слоя h , удельная поверхность ст, эквивалентный диаметр ds и гидравлическое сопротивление Ар непрерывно меняются. Доля свободного объема слоя F b также претерпевает изменение. Если плотность укладки частиц и их форма не изменяются в процессе растворения, то неизменным останется и свободный объем. Пусть в процессе растворения выдерживается условие j j. При этом все частицы одинакового размера будут растворяться с одинаковой скоростью. Обозначим через G массу слоя до растворения G" — массу слоя в произвольный момент времени t в процессе растворения. [c.94]

Эквивалентный размер можно определить по результатам измерения размеров частицы по разным направлениям (длина, ширина, высота), с учетом ее формы. Однако определение даже двух размеров всех частиц систем по их проекции на плоскость — очень трудоемкая задача. Поэтому чаще всего методом микроскопии определяют статистический диаметр (или эадиус), характеризующий один линейный размер частицы. [c.117]

Для хорошо упакованных суспензионным способом колонок приведен-ная высота, эквивалентная теоретической тарелке (ПВЭТТ), может составлять 2 независимо от того, использовали ли для упаковки частицы с размером 3, 5, 10 или 20 мкм. В этом случае мы получим соответственно колонки (при стандартной длине их 250 мм) эффективностью 41670, 25000, 12500 и 6250 т.т. Кажется естественным выбрать наиболее эффективную колонку, заполненную частицами размером 3 мкм. Однако за эту эффективность придется заплатить использованием при работе очень высокого давления и относительно невысокой скоростью разделения, так как имеющийся насос, скорее всего, будет неспособен прокачивать через такую колонку растворитель с высокой объемной скоростью. Здесь мы как раз и сталкиваемся с вопросом о связи размера частиц сорбента, эффективности и проницаемости колонок. [c.14]

На рис. 6.2 и 6.3 представлена графическая зависимость между высотой тарелки и длиной нути разделения от линии старта до фронта. Длину пути разделения (мм) откладывают по оси абсцисс, высоту тарелок (мкм) — по оси ординат. Это позволяет связать высоту, эквивалентную теоретической тарелке, с процентным содержанием вещества в фазе, например, 50%. Аналогично определяют все зоны с содержанием вещества от 20 до 80%. На рис. 6.2 четыре горизонтальных ряда графиков расположены в зависимости от размера частиц силикагеля. Кривые, соответствующие более крупным размерам частиц, расположены сверху, кривые для мелкодисперсных фракций — снизу. В трех вертикальных рядах толщина слоя сорбента изменяется приблизительно от 300 до 100 мкм (графики, относящиеся к более толстым слоям, расположены слева, а для более тонких слоев — справа). В каждом из опытов использовали тщательно отобранные и фракционированные силикагели. Три кривые на отдельной диаграмме соответствуют (сверху вниз) трем различным объемам проб, наносимым на слой сорбента, а именно 2, 0,75 и 0,1 мкл, содержащим 2000, 750 и 100 нг индивидуального вещества. Изменение размеров частиц вызывает уменьшение высоты тарелки от ряда 4 к ряду 3 и от ряда 3 к ряду 2, тогда как при переходе от ряда 2 к ряду 1 высота тарелки значительно увеличивается. В вертикальных столбцах, соответствующих различной толщине слоя, в столбце 1 (минимальная толщина слоя) высота тарелки выше, чем в столбцах II и III, между которыми существует незначительная разни71 а. Оптимальную высоту тарелки можно подсчитать по отдельным кривым приведенных графиков. [c.117]

На рис. 86 показана зависимость ВЭТТ от скорости газа [163]. При значении скорости газа т величина высоты, эквивалентной теоретической тарелке, Ы складывается из отрезков ей, йс и сЪ. Оптимальное значение скорости газа и соответствует минимальному значению ВЭТТ, равному к. При скорости газа меньше и значение ВЭТТ увеличивается вследствие эффекта молекулярной диффузии. При скоростях больших, чем и, значение ВЭТТ растет вследствие эффекта массопередачи. Поэтому колонна имеет максимальную эффективность разделения при определенной скорости газа. Кейлеманс и Квантес [157 ] показали, что А зависит от размеров частиц твердой фазы колонны и способа набивки, В имеет обратную зависимость от диффузии в газовой фазе, а С — прямую зависимость от квадрата толщина слоя жидкости на твердой фазе и обратную от диффузии в жидкой фазе. [c.263]

Хубер с сотр. [60], напротив, ориентировались на сравнительно короткие колонки ( =1,5 м) с внутренним диаметром 1 мм, наполненные хромосорбом О AW-DM. S или сферосилом ХОС-005, пропитанные скваланом, в которых за счет применения ультразвука и протока газа-носителя при набивке колонки обеспечивается очень плотное заполнение. На примере разделения криптона, пентана и гексана был исследован ход кривой ван Деемтера для различных размеров частиц 0,063—0,071, 0,12—0,14 и 0,20—0,25 мм. На основе экспериментов, проводившихся как при нормальном давлении на выходе 0,1 МПа, так и при давлении 1 МПа при одинаковой средней скорости газа-носителя и, было установлено влияние давления и градиента давления на высоту, эквивалентную теоретической тарелке. В отдельных случаях кт1п оказалась меньше 0,2 мм. Это согласуется также с данными для колонок длиной 6 м и давлением на входе до 6 МПа [49]. Ввиду высокой эффективности разделения эти авторы рекомендовали такую хроматографию при высоком давлении на колонках с внутренним диаметром до 1 мм и диаметром частиц 0,055 мм для решения особенно сложных задач разделения. Вследствие значительной допустимой нагрузки пробой этот метод они рекомендовали также для анализа следовых количеств и хроматографического анализа, комбинируемого с масс-спектрометрией. Примеры анализа природного газа и бензина, а также смесей низших спиртов, кетонов, эфиров и углеводородов приведены на рис. И.25 и П.26. При уменьшении размера частиц достигается эффективность разделения (выраженная через /г), сравнимая с капиллярными колонками. Кроме того, коэффициент С в уравнении ван Деемтера становится очень малым, и повышение скорости газа-носителя вызывает лишь незначительное понижение эффективности разделения. [c.107]

Вторым сомножителем в уравнении, оиределяюш,ем коэффициент А, является размер зерен носителя, выраженный диаметром частицы с1р. Если он достаточно мал, то снижается коэффициент А п, следовательно, высота, эквивалентная теоретической тарелке. Однако йр и К связаны между собой частицы небольших размеров упаковать труднее, чем более крупные, поэтому неравномерность заполнения и выражающий ее параметр л увеличиваются, что снижает эффективность разделения. Кроме того, с уменьшением размеров частиц увеличиваются градиент давления в колонке и время удерживания. Поэтому приходится искать компромиссное решение и выбирать минимально возможные размеры частиц, для которых эти недостатки еще не ощущаются в значительной степени. Влияние на коэффициент л и тем самым на А оказывают не столько абсолютные размеры отдельных частиц, сколько распределение этих частиц по размерам в массе насадки [2] очевидно, что при заполнении колонки носителем, в котором, например, вместе с частицами диаметром 0,2 мм имеются более мелкие частицы, плотно упа- [c.171]

В разд. 4.2.1 уже говорилось, что адсорбенты, применяемые в ЖХВД, отличаются от адсорбентов, предназначенных для обычной хроматографии, структурой, а также размером и формой частиц. Адсорбенты для ЖХВД можно разделить на две большие группы поверхностно-пористые и полностью пористые. Поверхностно-пористые адсорбенты получают следующим образом на твердые, непористые, сферические ядра наносят пористый слой собственно адсорбента толщиной 1—2 мкм (см. разд. 4.2.1 и рис. 4.1,6). Благодаря такому строению все типы этих адсорбентов-носителей — шарики с регулируемой поверхностной пористостью, шарики, покрытые пористыми слоями, шарики, покрытые пленкой,— достаточно прочны и не разрушаются при высоких давлениях, применяемых при хроматографическом разделении. Хотя глубина адсорбционного слоя у таких адсорбентов значительно уменьшена, в адсорбентах типа корасил (табл. 4.7) имеется довольно много очень маленьких пор, что значительно расширяет адсорбционную зону, а производительность колонки сильно зависит от скорости течения. Ввиду относительно малой величины адсорбционной поверхности (1— 15 м /г) в такие колонки нельзя вводить пробы большого объема, так как перегрузка колонки приводит к снижению ее разделительной способности. Средняя емкость колонки — порядка 0,1 мг пробы на 1 г адсорбента. Малая емкость является недостатком, если используются малочувствительные детекторы, например рефрактометр. Однако сильнополярные вещества, вероятно, лучше разделяются на адсорбентах этого типа, потому что их легче можно элюировать. Кроме того, колонки с такими адсорбентами легче приготовить, подвижная фаза легче проникает в эти адсорбенты, в результате повыщается средняя скорость течения (но одновременно снижается высота, эквивалентная теоретической тарелке, ВЭТТ). На этих адсорбентах можно как и на адсорбентах других типов, закреплять жидкие фазы и использовать их также для жидко-жидкостной хроматографии. В табл. 4.7 дан список некоторых адсорбентов вместе с их характеристиками. [c.177]

В работе исследовалось влияние количества растворителя на структуру и газохроматографические свойства макропористых сополимеров стирола и дивинилбензола (С—ДВБ), уже названных ранее полисорб-1 . Изучались сополимеры с частицами размером 0,46—0,5 мм, получаемые полимеризацией 60% стирола и 40% п-дивинилбензола в присутствии 0,4 0,5 0,6 0,8 1 вес. ч. изооктана. Применялась газохроматографическая установка с детектором по теплопроводности, колонка длиной 94 см, диаметром 4 мм. Газ-носитель — гелпй. При изучении влияния температуры и расхода газа-носителя на эффективность работы хроматографической колонки сополимера С—40% л-дивинилбензола, полученного в присутствии 1 вес. ч. изооктана, определены оптимальные условия работы колонки все дальнейшие исследования выполняли при 150° и расходе гелия 30 мл/мин. При указанных условиях определяли критерий разделения Ki, высоту эквивалентной теоретической тарелки ВЭТТ, удерживаемый объем. Полученные результаты показывают (рис. 1), что с увеличением количества растворителя, используемого при полимеризации, повышаются критерий разделения и эффективность, что обусловлено уменьшением размывания хроматографических полос при незначительных изменениях времени удерживания. [c.91]

В программе МультиХром предусмотрена возможность расчета факторов удерживания (коэффициентов емкости) к, коэффициента асимметрии хроматографического пика (см. [32, с. 56-57 33, с. 26-37]), эффективности используемой (тестируемой) колонки по любому из пиков, выражаемой общим числом теоретических тарелок (т. т.), а также числом т. т., отнесенных к 1 м длины колонки, и, кроме того, приведенной высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ПВЭТТ). Наряду с этим по любой паре соседних пиков может быть рассчитан критерий разделения К. Для выполнения расчетов названных параметров необходимо вызвать метод Тест колонки и задать длину колонки, мертвое время и размер частиц сорбента. [c.412]

Размер частиц наполнителя и пульвербакелита 0,1 мм. Влияние гранулометрического состава и давления прессования на суммарный объем и размеры рассмотрены ниже в этом разделе. Образцы для исследования готовили следующим образом. Наполнитель (85%) и связующее (15%) смешивали в шаровой мельнице (без шаров) в течение 6 ч. Полученный пресспо-рошок загружали в эластичную резиновую оболочку, герметически закрывали и помещали в рабочую камеру установки горячего гидростатического прессования. Рабочей жидкостью для создания необходимого давления в камере гидростата служил глицерин. При достижении температуры глицерина 170—200° С в рабочей камере гидростата создавалось давление 98 Па, при котором прессовали заготовки и выдерживали в течение 30 мин. Отпрессованные заготовки диаметром 40 мм и высотой 200 мм прокаливали в лабораторной печи при 1300° С [132]. Результаты исследования сведены в табл. 14 и представлены интегральными и дифференциальными кривыми распределения объема пор по эквивалентным радиусам. [c.138]

Ранние попытки Мадонны и Ламы [124] скоррелировать максимальный перепад давления ЛР численным значением константы в разновидности уравнения, предложенного Лева [116] для вязкого потока в неподвижном слое, решая его для перепада давления в момент прорыва, оказались неудачными, поскольку выяснилось, что константа сама сильно зависит как от размера аппарата, так и от свойств частиц. Более того, их уравнение не позволяло учесть влияние диаметра входного отверстия для газа. Впоследствии Малек и Лу [129] на основе данных для нескольких твердых веществ в колоннах диаметром 10—30 см и при соотношениях высоты слоя к диаметру аппарата больше единицы получили простое уравнение, в котором максимум перепада давления приблизительно равен весу слоя на единицу площади поперечного сечения. Это соотношение, впервые предложенное Беккером [15], а затем Паллаи и Неметом [173], эквивалентно выражению [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология