Хроматография число теоретических тарелок

Понятие теоретической тарелки пришло в хроматографию из теории ректификации, где теоретическая тарелка соответствует определенному участку колонки, в которой пар и жидкость находятся в равновесии. В колоночной хроматографии эффективность работы колонки характеризуется как числом теоретических тарелок, так и высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), которая позволяет сравнивать колонки различной длины. Число теоретических тарелок пропорционально длине колонки. [c.9]

Эффективность хроматографической колонки выражают числом теоретических тарелок или высотой, эквивалентной теоретической тарелке . Ван Деемтер с сотрудниками предложил для газовой хроматографии следующее уравнение названное его именем [c.238]

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]

Задание. Снять на хроматографе ХЛ-3 или Цвет-1-64 хроматограммы смеси гептан — октан на сорбентах, содержащих различное количество жидкой фазы на носителе. Определить объемы удерживания и коэффициенты Генри для этих веществ. По (III. 19) и (III. 20) определить число теоретических тарелок Ы, а также высоту теоретической тарелки Н для гептана. Вычислить толщину пленки жидкой фазы на носителе по формуле [c.109]

Эффективность разделения в газовой хроматографии зависит от скорости миграции молекул исследуемого соединения через колонку и от распределения компонента между неподвижной и подвижной фазами, т. е. от наклона изотермы или константы распределения. Количественным выражением первого явления служит время удерживания (время элюирования) tr или удерживаемый объем Уг, второго явления — число теоретических тарелок N (безразмерная величина) или высота, эквивалентная теоретической тарелке, Н, мм. Кроме того, большое внимание уделяется изучению факторов и явлений, непосредственно воздействующих на [c.226]

Пройденное расстояние также может быть использовано для расчета числа теоретических тарелок и высоты тарелки. Для тонкослойной хроматографии они рассчитываются следующим образом [c.296]

Эффективность, как и в других вариантах хроматографии, определяется числом теоретических тарелок N или высотой, эквивалентной теоретической тарелке — ВЭТТ (Я), по уравнениям [c.340]

Физическая модель. Представим, что хроматографическая колонка поделена на отдельные контактирующие части соответствующие отдельным экстракционным трубкам в приборе противоточного распределения. Каждая часть содержит определенный объем подвижной А Ум и стационарной ДУз фазы. Во всей колонке имеется N таких частей, и так как в каждой из них достигается полное равновесие между стационарной и подвижной фазами, их называют теоретическими тарелками. Таким образом, поделенная на Части хроматографическая колонка эквивалентна прибору противоточного распределения с N экстракционными стадиями. Подвижная фаза соответствует верхней фазе в противоточном распределении и движется через прибор тем же самым образом. Существует, однако, различие в способе прослеживания процесса разделения. В противоточном распределении содержание каждой трубки анализируется после определенного числа переносов (п). В хроматографии содержание Л -ной трубки непрерывно анализируется посредством детектора, а п, т. е. число объемов подвижной фазы (ЛУм), прошедших через колонку, растет по мере проведения процесса. [c.531]

Хроматограмма на рис. 17-21 свидетельствует об очень высокой эффективности этой хроматографии. Рассчитанное число теоретических тарелок равно около ЮООО, а полученная высота, эквивалентна теоретической тарелке,—200 мкм. Средний диаметр частиц набухшего геля равен 74 мкм таким образом, приведенная высота тарелки составляет около 2—3 диаметров частиц, и ее практически невозможна уменьшить. [c.601]

В жидкостной хроматографии повышение скорости потока подвижной фазы всегда приводит к увеличению высоты тарелки и, следовательно, к снижению числа теоретических тарелок в данной [c.82]

Впервые в хроматографию теория тарелок введена Мартином и Сингом [1]. Хотя представление о теоретических тарелках в хроматографии носит формальный характер, теория тарелок позволяет описывать движение области максимальной концентрации, экспериментально оценить ширину полосы и оценить эффективность (степень размывания) хроматографической колонки. Согласно теории тарелок, вся колонка состоит из ряда равновесных зон, т. е. теоретических тарелок. Время удерживания пропорционально числу теоретических тарелок N [1] [c.39]

При помощи теории тарелок можно вычислить ЧТТ в данной системе. Из этого числа и из длины колонки находят высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ). В теории скоростей существует зависимость между ВЭТТ и действительными явлениями, происходящими в хроматографической колонке. Сочетание теории тарелок и теории скоростей дает возможность приступить по крайней мере к качественному, а иногда даже количественному обсуждению многих параметров, играющих важную роль в газо-жидкостной распределительной хроматографии (ГЖРХ). [c.45]

В разд. 24-2 показано, что скорость потока в оптимуме на кривой зависимости высоты тарелки от скорости подвижной фазы сильно зависит от диаметра частиц, и в связи с низкими коэффициентами диффузии в жидкостях оптимальная скорость потока невелика. В последнее время размеры частиц снижаются до 10— 15 мкм при диаметре 0,1 —1,0 см и длине колонки 0,1—0,5 м. При малом диаметре колонки достижимы значительные увеличения скорости потока, что приводит к сокращению времени без потери эффективности разделения [пятый член уравнения (24-14)]. При умеренной длине колонки необходимы высокие давления на входе (от 20 до 300 атм). Наблюдается значительный прогресс в развитии приборов, методик и систем детектирования [54,55] для хроматографии с высоким разрешением при высоких давлениях и скоростях. При продолжительности разделений от нескольких минут до одного часа достигается число теоретических тарелок от 1000 до 10 000, что сравнимо с параметрами газохроматографического разделения. При диаметре частиц силикагеля 20—30 мкм и 5—10 мкм и скоростях потока 0,1 см/с [56] и 1,2 см/с [57] получены высоты теоретической тарелки порядка долей миллиметра. В жидкостной хроматографии высокого давления носитель для стационарной фазы должен быть достаточно жестким, чтобы его размеры существенно не менялись при высоком давлении. Этому требованию удовлетворяют пористые стеклянные шарики. Опубликован сборник статей, посвященных актуальным вопросам жидкостной хроматографии [58]. [c.546]

Примечательно то, что число теоретических тарелок при высокой степени сжатия возрастает строго пропорционально длине колонки. В результате этого высота, эквивалентная теоретической тарелке, так же как в жидкофазной хроматографии, в предположении равномерного качества насадки разделитель- [c.403]

Число теоретических тарелок зависит от свойств сорбента и длины колонки. В хроматографии применяются также показатели эффективности колонки, инвариантные относительно ее длины число теоретических тарелок, приходящееся на 1 м олонки, и высота, эквивалентная теоретической тарелке (Я или ВЭТТ). Эти величины зависят только от типа используемого сорбента и характера его упаковки в колонке [c.23]

В тех принято качество разделения оценивать величинами, характеризующими относительное расположение пятен на хроматограмме. В работе [9] сделана попытка оценить разделение полимеров по значению высоты, эквивалентной теоретической тарелке, по аналогии с оценкой хроматограмм в газовой хроматографии. Мы попытались оценить качество разделения с использованием величин Rf, числа теоретиче- [c.221]

Теоретические сведения. Газовую хроматографию можно сравнить с фракционной перегонкой, так как по своему характеру хроматографическая колонка подобна дистилляционной колонне. Для характеристики колонки с насадкой применяется теоретическая единица измерения, которую впервые использовали Мартин и Синдж , а также Джеймс и Мартин . Эта единица определяется как высота, эквивалентная теоретической тарелке , обычно ее сокращенно обозначают ВЭТТ. Колонка при этом представляется в виде ряда тарелок, содержащих газовую и жидкую фазу. Теоретическая тарелка определяется как некоторый объем колонки, необходимый для достижения равновесного раснределения между движущейся газовой фазой и неподвижной жидкой фазой . Число теоретических тарелок (ге) в колонке может быть рассчитано но уравнению [c.34]

В настоящей работе сделана попытка уточнить понятие теоретическая тарелка в газовой хроматографии сравнением и отождествлением его с понятием теоретическая тарелка в противоточных процессах разделения, а также приведены некоторые формулы расчета числа теоретических тарелок по выходным хроматографическим кривым в случае разделения бинарной смеси. [c.36]

Э. П. Скорняков и К. И. Сакодынский [55] предложили определять высоту теоретической тарелки в газовой хроматографии по аналогии с противоточными процессами, как участок колонки, на котором достигается равновесный элементарный акт разделения . Исходя из этого определения, предложено вычислять число теоретических тарелок не по пику одного вещества, а по двум пикам проявления разделяемых веществ, используя для этого известные хроматографические критерии разделения К, А г и Лв. [c.13]

Размывание хроматографической полосы и его физические причины. Главные направления в развитии теории неравновесной хроматографии теория тарелок и теория эффективной диффузии. Различие между этими теориями. Форма выходной кривой в неравновесной хроматографии при идеальной изотерме. Теория тарелок. Понятие об эффективности хроматографической колонки с точки зрения теории тарелок. Уравнение материального баланса и уравнение хроматографической кривай в теории тарелок. [Иирина хроматографического пика на разных его высотах. Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). Способы определения числа теоретических тарелок. [c.296]

Отскуда следует, что разрешение колонны падает при уменьшении термодинамических факторов — селек ивности и емкости колонны (при наименьших значениях а=1 и к-=0, к = 0), г также при уменьшении числа теоретических тарелок, т. е. при уменьшении эффективности колонны. Для достижения / =1 или =1,5 (касание или полное раздвижение пиков к и 1 на рис. 7.6) при малой селективности адсорбента по отношению к компонентам к и 1, например при а= 1,0 1, требуется резкое сужение пиков и уменьшение высоты, эквивалентной теоретической тарелке, Н=ЦМ (где — длина колонны). В газовой хроматографии на наполненных адсорбентом колоннах при низкой селективности а величина Н не должна превышать 0,4 мм. Это достигается применением капиллярных колонн внутренним диаметром около 1 мм и меньше, заполненных узкой фракцией гранул адсорбента размером около 0,1 мм (см. рис. 1.7). [c.140]

Вязкость обычных жидкостей много больше вязкости газов, поэтому в жидкостной хроматографии процессы внешней (между зернами адсорбента) и внутренней (в их порах) диффузии играют особенно важную роль, приводя к сильному размыванию пиков. Это влечет за собой, как известно, уменьшение числа теоретических тарелок N и соответствующий рост Я — высоты, эквивалентной теоретической тарелке, т. е. к падению эффективности хроматографической колонны. В результате часто оказывается невозможным реализовать селективность, присущую данной системе адсорбент — дозируемые вещества — элюент, которая определяется прйродой этой системы. Эти проблемы имеют место и в газовой хроматографии, однако, как было показано ранее, в газовой хроматографии, как правило, можно пренебречь конкурирующей адсорбцией элюента, снижающей адсорбцию дозируемых веществ. Поэтому в газовой хроматографии можно использовать непористые или широкопористые адсорбенты со сравнительно малой удельной поверхностью. Поверхность таких адсорбентов обычно более однородна и доступна. В жидкостной же хроматографии не очень больших молекул приходится применять адсорбенты с гораздо более высокой удельной поверхностью, а следовательно, более [c.283]

Между п и высотой теоретической тарелки Н пмеется простая связь L = Нп, где L — длина колонки. Ввиду того что коэффициент распределения и коэффициент диффузии вещества, распределяющегося в неподвижной фазе и газе-носителе, завпсят от температуры п связаны в соответствии с уравнением вап Деемтера с Н, уравнение (19) нельзя непосредственно применять для определения Н пли п в условиях программирования температуры. С повышением температуры Н возрастает, а следовательно, падает эффективность во всех областях, за исключением области очень низких температур, где вследствие экстремально малых значений коэффициентов диффузии в жидкой фазе член С уравнения ван Деемтера может стать определяющим для величины Н. Таким образом, в случае хроматографии с программированием температуры высота теоретической тарелки является сложной функцией температуры, а следовательно, и времени. Однако для компонента, проходящего через колонку, можно предположить некоторую среднюю высоту теоретической тарелки. Ввиду того что зона вещества проходит через всю колонку при температурах, близких к температуре удерживания Тг, величина этой средней высоты теоретической тарелки близка к получаемой в изотермических условиях при температуре удерживания. Исходя из этих соображений, Хэбгуд и Харрис (1960) привели ирпб.тшженное уравнение для числа теоретических тарелок [c.403]

Из практики вытекает, что рмуяы, в которых предполагается равномерное движение фронта растворителя, неприменимы для определения числа теоретических тарелок при имеющихся в настоящее времй методах хроматографии в тонких слоях. Высота теоретической тарелки непостоянна. Она [c.108]

Длина колонок очень сильно зависит от необходимого числа теоретических тарелок и возможности обеспечить достаточно быстрое перемещение подвижной фазы через колонку, чтобы длительность анализа была приемлемой. В настоящее время рекомендуется применять колонки длиной, не превышающей 1 м (это близко к предельной длине неподвижной фазы, которую еще можно достаточно хорошо уплотнить для того, чтобы получить высоту тарелки порядка 1 мм при скоростях потока, не слишком далеких от оптимальной). Если разрешающая способность такой колонки недостаточна, добавляют еще одну колонку длиной 1 м, причем межколоночные коммуникации должны содержать соединительные капилляры с минимальным объемом /10/. С увеличением длины колонки уменьшается ее проницаемость, и, чтобы сохранить приемлемое время анализа, необходимо использовать более высокие давления. Для колонок с внутренним диаметром 4 мм, длиной 1- м, заполненных адсорбентом с размером частиц около 40 мкм, давление, необходимое для создания скорости потока 1 мл-мин ,равно примерно 20 атм. Поэтому приблизительную предельную длину колонки можно оценить, исходя из доступного давления и приемлемого времени анализа. Основные работы в обласг-Ти высокоэффективной жидкостной хроматографии проводились на колонках, длина которых не превышала 5 м. [c.49]

Поскольку в экстракционной хроматографии . неподвижная фаза по составу соответствует органической фазе в той же самой экстракционной системе, 31начение Къ в уравнении (4.30) может быть идентичным значению Къ (или О), найденному для соответствующей экстр,акции. Для совладения этих значений хроматографическое проявление необходимо проводить столь медленно, чтобы на каждой теоретической тарелке колонки успевало устанавливаться равновесие. Тогда результат экстракционной хроматографии будет таким же, как и в -случае экстракции, повторенной N раз Ы — число теоретических тарелок в колонке). Хроматографическое разделение на колонке сопряжено с меньшими ошибками эксперимента, чем последовательная многократная экстракция. Экстракционную хроматографию можно с успехом применять для разделения металлов с очень близкими химическими свойствами (например, лантаноидов) этот метод допускает также использование фаз, которые при встряхивании могут образовывать эмульсии. [c.238]

Строгое решение такой системы уравнений для многокомпонентной смеси ионов в неравновесных условиях, особенно в присутствии комплексообразующего реагента, представляет большие трудности. Поэтому используют различные упрощения, касающиеся учета влияния кинетических особенностей системы. Наряду с чисто равновесным подходом, для которого характерен полный отказ от учета кинетических параметров системы и который передает лишь поведение экстремальных точек выходной кривой (точки половинной концентрации в динамике и точки максимума в хроматографии) [6, 7], одним из возможных приближений является послойный расчет, в котором дифференциальные величины заменяются конечными разностями, а кинетические особенности системы учитываются в неявной форме через связь высоты теоретической тарелки с кинетическими коэффициентами. Для выполнения большой вычислительной работы в данном методе была составлена программа для ЭВМ БЭСМ-4, которая позволяет рассчитывать ионообменные системы с числом компонентов до 10, включая динамику ионного обмена и ионообменную хром атографию в нрисутствии и в отсутствие комплексообразующих реагентов. Широко распространенные на практике системы с несорбируемым катионитом отрицательно заряженным комплексом [МеЬг] , характеризуются уравнениями [c.92]

Нельзя, однако, сравнивать высоты теоретических тарелок распределительной хрй матографии непосредственно с высотами тарелок дистилляционных устройств-При разделении двух веществ пзггем дистилляции требуется значительно меньшее число теоретических тарелок, чем при газораспределительной хроматографии, так как при дистилляции каждую теоретическую тарелку используют в процессе разделения многократно. [c.40]

Метод ионообменной хроматографии в настоящее время широко используется для получения чистых препаратов редкоземельных элементов (РЗЭ) [1—4]. Известно большое число различных методик хроматографического разделения смесей РЗЭ, но многие из них носят эмпирический характер. Наряду с этим в литературе имеется ряд сообщений, посвященных выбору условий хроматографического разделения смесей. Мейер и Тонкине [5] использовали теорию тарелок для описания процесса элюирования РЗЭ раствором лимонной кислоты теоретические кривые вымывания совпали с опытными. Метод расчета применим также для определения чистоты РЗЭ, разделяемых при помощи процесса элюирования. Корниш [6], используя выражение, данное Глюкауфом для высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), применил теорию тарелок для предсказания условий разделения смесей ряда элементов. В работах Масловой, Назарова и Чмутова [7,8] была рассчитана величина ВЭТТ для процесса вымывания церия раствором молочной кислоты, что дало возможность произвести расчет кривой элюирования и установить условия получения элемента с заданной степенью чистоты. В работе тех же авторов [8] на примере разделения церия и прометия молочной и пирофосфорной кислотами был проведен расчет процесса градиентного элюирования РЗЭ, с использованием теории Фрейлинга. Расчет удовлетворительно совпадает с экспериментальными данными. В работах Еловича и сотр. [9—12] получено выражение для расчета процесса разделения близких по свойствам элементов. На примере разделения трансурановых элементов при помощи ЭДТА показано решающее значение комплексообразования по сравнению с обычным ионным обменом. В работах Материной, Сафоновой и Чмутова[13] рассмотрена возможность применения фронтального анализа в ионообменной комплексообразовательной хроматографии. Авторы изучали процесс комплексообразования в зависимости от pH среды. Маторина [14] изучила зависимость равновесного коэффициента разделения от pH [c.170]

В препаративной хроматографии эффективность колонн оценивается как р в аналитической, числом теоретических тарелок п или высотой, эквивалентной теоретической тарелке. [c.62]

Кроме загрязнения неподвижной фазы отбираемых фракций в газо-жидкостной хроматографии наблюдается также смывание ее с начального участка колонны большими дозами разделяемой смеси. Это вызвано тем, что в большинстве хроматографов испаритель перегревается и на начальном участке колонны происходит частичная конденсация разделяемых веществ . Исследовали колонны диаметром 3 10 и 100 мм, дозируя разные количества метилкаприлата. После ввода больших доз эффективность колонны значительно уменьшилась. Наибольшее снижение эффективности вызывали первые дозы, после чего эффективность асимптотически приближалась к постоянному значению, экспоненциально связанному с величиной пробы. В конце опытов колонну разрезали и в каждой части определяли углерод, с целью установления содержания неподвижной фазы. Эти опыты показали, что начальный участок колонны чрезвычайно обеднен неподвижной фазой, за ним следует область чрезмерно высокого ее содержания, наконец, вторая половина колонны сохраняет исходное содержание фазы. Первоначально колонна соответствовала 2540 теоретическим тарелкам. После введения пробы общее число тарелок сократилось до 1810. Аналогичные результаты получились при вводе других веществ, например додекана. [c.178]

Все уравнения для высоты теоретической тарелки в газовой хроматографии выведены в предположении наличия ламинарного потока. При обычных условиях хроматографического анализа истинные вихри в газе-носителе не существуют либо существуют в очень малой степени, критерий Рейнольдса 3 этих условиях не превышает единицы [17]. Однако, как показано R. Е. ollins [58] и Р. С. arman [59], в пористой среде явления турбулентности возникают и развиваются при числах Рейнольдса от 1 до 100, то есть значительно меньших, чем в незаполненных трубах. Эти и более высокие значения чисел Рейнольдса легко достигаются при скоростных газохроматографических анализах. Например, для потоков гелия и азота при 50° через насадку из непористых частиц dp 0,2 М.М. критерий Рейнольдса примерно равен Re 0,015y [2] для Не и Re— 0,12 v для N2, где v—локальная скорость подвижной фазы. Для пористых частиц критерий Рейнольдса примерно в два раза выше, чем для непористых частиц. [c.15]

Представление о тарелке привнесено в хроматографию из теории дистилляции, так как первые наиболее эффективные дистилляци-онные колонны содержали приспособления, названные тарелками. Мартин и Синж [4] предложили представлять хро.матографиче-скую систему как некоторое число воображаемых, или теоретических, тарелок. Число теоретических тарелок N. соответствующее данной колонке, не является достаточной характеристикой хроматографического разделения, поскольку это число не зависит от размеров разделительной системы. В связи с этим высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ), можно определить как толщину сорбционного слоя, необходимую для того, чтобы раствор, поступивший из предыдущего слоя, пришел в равиовесие со средней концентрацией растворенного вещества в подвижной фазе этого слоя. Такая характеристика лучше определяет эффект хроматографического разделения. Таким образом, эффективность хроматографической системы описывается величиной ВЭТТ [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология