Диффузия диаметр колонки

Следовательно, коэффициент динамической диффузии в капиллярной колонке пропорционален квадрату диаметра колонки и квадрату линейной скорости [c.587]

Наконец, последний член учитывает размывание при достаточно больших значениях диаметра колонки. Применение газа-носи-теля с высоким значением коэффициента диффузии (водород, гелий) уменьшает действие этого фактора. [c.26]

Четвертый и пятый члены вносят свой вклад в размывание при наличии достаточно больших значений диаметра колонки и размеров зерен сорбента. Применение газов с высоким значением коэффициента молекулярной диффузии существенно уменьшает размывающее действие этих факторов. [c.30]

Влияние диаметра колонки. Для плохо растворяющихся веществ вследствие их высокого коэффициента молекулярной диффузии увеличение диаметра колонки почти не повышает ВЭТТ. Для хорошо растворяющихся веществ ВЭТТ резко возрастает с увеличением диаметра колонки. Это объясняется тем, что коэффициент молекулярной диффузии таких веществ меньше, а следовательно, усиливается роль поперечной молекулярной динамической диффузии в размывании полосы. [c.76]

Влияние диаметра колонки. Для плохо растворяющихся веществ вследствие их высокого коэффициента молекулярной диффузии увеличение диаметра колонки почти не повышает ВЭТТ. [c.119]

Для хорошо растворяющихся веществ ВЭТТ резко возрастает с увеличением диаметра колонки. Это объясняется тем, что коэффициент молекулярной диффузии таких веществ меньше, а следовательно, усиливается роль поперечной молекулярной динамической диффузии в размывании полосы. [c.120]

С увеличением диаметра эффективность колонки падает (ВЭТТ растет). Этот вредный эффект можно, однако, значительно уменьшить, применяя сорбент, однородный по размерам и форме частиц, газ-носитель с высоким коэффициентом молекулярной диффузии, и путем равномерного заполнения колонки. Диаметр колонки ие входит в качестве переменного параметра в уравнения функции Я(а) Ван-Деемтера, но входит в состав последнего члена динамической диффузии данной функции в уравнение Джонса (IV.64) и притом во второй степени, что свидетельствует о значительном влиянии диаметра колонки на ее эффективность. [c.139]

Так вихревую диффузию сводят к минимуму, добиваясь однородной набивки колонки и используя частицы сорбента с малыми размерами. Применительно к колоночной хроматографии было найдено, что величина X уменьшается с уменьшением диаметра колонки. Для ограничения диффузии в подвижной фазе и, следовательно, соответствующего члена в уравнении, также следует использовать мелкодисперсные частицы и стремиться к однородному заполнению колонки. [c.24]

Выбор диаметра колонки лимитируется двумя главными факторами увеличением ВЭТТ за счет поперечной диффузии с ростом диаметра и снижением сорбционной емкости колонки при его уменьшении. Очевидно, что в тех случаях, когда процесс разделения не лимитируется количеством макрокомпонентов в пробе, оправдано уменьшение диаметра. Так, в капиллярной хроматографии используют микроколонки диаметром вплоть до 20 мкм. Применение подобных колонок вводит существенные ограничения по количеству разделяемых веществ. При анализе смесей с большим разбросом по содержанию отдельных компонентов в режиме высокоэффективной хроматографии оправдано увеличение диаметра колонок до 2-3 мм. Это позволяет увеличивать количество пробы без нарушения линейности изотермы межфазного распределения для компонентов, определяющих загрузку колонки. В обычной жидкостной и газовой хроматографии диаметр колонки составляет 5-10 мм (в жидкостной) и 2-4 мм (в газовой) хроматографии. Но и здесь в соответствии с решаемой задачей возможны существенные отклонения в обе стороны минимально до 2-3 мм, максимально до 50-60 мм и более. Причем верхний предел определяется решением не только препаративных задач, но и чисто аналитических, например в эксклюзионной хроматографии. [c.186]

Максимальный вклад аппаратуры должен быть малым по сравнению с дисперсией зоны в колонке, чтобы потеря эффективности оставалась приемлемой. Максимальный вклад аппаратуры в размывание зон увеличивается пропорционально длине колонки, кубу диаметра колонки и обратно пропорционально квадрату коэффициента диффузии. Если мы требуем, чтобы относительная потеря эффективности была меньще в р раз, мы должны иметь [c.145]

Существенно, что особенно весом вклад профиля скорости в дисперсию хроматографического пика (1.61). Он растет с увеличением скорости потока диаметра колонки 2i n fee длины х. Для больших макромолекул он выше, чем для малых. Входящее в него выражение (1 -f 21п — г ) отрицательно для всех значений г . Если, в соответствии с Гиддингсом [8], радиальную диффузию представить в виде двух слагаемых [c.36]

Последний член в уравнении (9) учитывает влияние поперечной диффузии молекул распределяющегося соединения в подвижной фазе на характер движения этой фазы в хроматографической колонке. Согласно Гиддингсу [8], особенности движения подвиж-. ной фазы не зависят от ее свойств и полностью определяются только структурой материала носителя и формой незаполненного пространства колонки. В результате взаимосвязи этих двух факторов (поперечной диффузии и характера движения потока) высота та- лки уменьшается гораздо значительнее, чем если бы эти факторы оставались независимыми. Из уравнения (9) следует, что ВЭТТ снижается с уменьшением р. Она зависит также от параметров Яг и ази связанных в свою очередь с качеством набивки колонки и скоростями потока, неэквивалентными по отдельным каналам. При расчете каждого из этих параметров следует учитывать их зависимость от длины отдельных каналов и расстояний между ними, размера зерен и диаметра колонки. Влияние размера зерен наглядно видно, если рассчитать значения ВЭТТ как функцию скорости потока для носителя, имеющего зерна двух размеров йр — = 15 мкм и йр=5а мкм. При этом использовали рассчитанные Гиддингсом [8] значения параметров и т. Показано, что диаметр колонки мало влияет на величины ВЭТТ [9] и поэтому не учитывался. Приведенные на рис. 1 результаты расчетов показывают, что значения ВЭТТ заметно повышаются с увеличением скорости потока и существенно зависят от размера зерен носителя. При скорости потока а = 0,01 см и диаметре зерен 15 мкм вклад в общую величину ВЭТТ равен около 1,2- 10 з см. [c.27]

Согласно теории в упрощенном варианте [11], диаметр колонки не влияет ни на разрешающую способность колонки, ни на высоту тарелки. Такое приближение удовлетворительно, если отношение диаметров колонки и размеров частиц носителя колеблется между 5 и 50, а скорость потока близка к оптимальной. Оптимальная скорость подвижной фазы, не зависящая от диаметра колонки, может быть определена только в газовой хроматографии. Однако поскольку в жидкости коэффициенты диффузии в 10 —10 раз меньше, чем в газовой фазе, то в экстракционной хроматографии разрешающая способность колонки всегда слегка зависит от диаметра набивки. Разрешающая способность колонок существенно ухудшается при использовании колонок большого диаметра и высоких скоростей потока. [c.75]

Г, Г0, Г — коэффициенты Генри истинный, общий, частный с — концентрация D — коэффициент диффузии d — диаметр колонки d3 — диаметр зерна dn — толщина пленки жидкости Fs — свободная энергия (энергия Гельмгольца) (стандартное зна [c.11]

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]

Чем меньше размер частиц насадки, тем меньше величина члена, описывающего диффузию за счет турбулентностей, и меньше величина сопротивления массопередаче в газовой фазе. Отсюда следует необходимость использования как можно более мелких частиц насадки. С другой стороны, при уменьшении размера частиц насадки увеличивается сопротивление колонки потоку газа. Поэтому процесс измельчения частиц насадки нельзя вести беспредельно. Дело в том, что при слишком мелких частицах сопротивление колонки потоку становится настолько большим, что для поддержания нужной скорости потока требуются давления, которые практически недостижимы. При работе с длинными колонками часто специально используют насадку крупного зернения с тем, чтобы уменьшить перепад давлений до приемлемого уровня. В то время как эффективность колонки прямо пропорциональна ее длине, величина ВЭТТ от длины колонки не зависит [13]. Однако по теории Гиддингса [6, 10] для коротких колонок большого диаметра такая зависимость существует, причем она практически исчезает при увеличении длины колонки. Граница между двумя этими областями определяется диаметром колонки. [c.81]

В случае же колонок промежуточного диаметра (5—20 мм) радиальная диффузия молекул в азоте уже не обеспечивает достаточного перемешивания газового потока в колонке. Для водорода это не так, и поэтому использование водорода позволяет получить несколько лучшее разделение в таких колонках [5]. При дальнейшем увеличении диаметра колонки радиальная диффузия перестает играть роль, и с азотом вновь получаются лучшие результаты, чем с водородом. Так, в колонке диаметром 9 см использование азота дает на 10—20% большее число теоретических тарелок, чем в случае водорода [6].-Размеры колонки следует выбирать так, чтобы она обеспечивала достаточно хорошие результаты при решении большого числа задач. Не следует изготавливать колонку специально для решения лишь данной задачи, лучше подобрать такие ее размеры, чтобы она обеспечивала получение достаточно хороших результатов для различных задач разделения. Это особенно важно в условиях исследовательской лаборатории. В этом смысле, как уже говорилось выше, целесообразнее использовать длинные и узкие колонки. В пользу таких колонок говорят и доводы, связанные со сбором разделенных веществ. В тех лабораториях, в которых разделенные вещества получают для их идентификации и химического анализа, достаточно получить эти вещества в количествах от 1 мкл до 1 мл. Для того чтобы было легче работать с такими количествами веществ, их лучше собирать в небольшие ловушки, поскольку при использовании устройств для улавливания больших объемов неизбежны потери этих веществ. Скорость газового потока в ловушках для улавливания проб малого объема должна быть небольшой, иначе не получится хорошего выделения разделенных веществ из их смеси с газом-носителем. [c.224]

При ламинарном потоке вследствие малых коэффициентов взаимной диффузии соединительные трубки (между камерой ввода и колонкой, между колонкой и детектором) и сам детектор (особенно с большим мертвым объемом) могут свести на нет достигнутое в колонке разделение [8—12]. Для неудерживаемых образцов и непористых носителей эти потери в разрешении больше и с уменьшением внутреннего диаметра колонки увеличиваются. Например, можно наблюдать ложный максимум на кривой зависимости высоты тарелки от линейной скорости подвижной фазы вместо линейно восходящей ветви, получаемой при измерении на надлежащем оборудовании [9]. С соединительными трубками внутреннего диаметра всего лишь 0,25 мм и длиной 20 см относительное уширение пиков может возрастать в 10 раз. С другой стороны, прибор ложно отражает разрешение намного лучше действительного [12]. Кроме того, аппаратура, часто используемая в стандартной высокоскоростной жидкостной хроматографии, измеряет все, что угодно, только не действительное разрешение внутри колонки [12]. [c.241]

Формы колонок могут быть самыми разнообразными (11-образ-ными, спиральными, в виде прямых трубок и пр.). Колонка может состоять из отдельных звеньев, соединенных между собой капиллярами. В портативных хроматографах часто применяют спиральные колонки, так как они занимают мало места. Эффективность разделения компонентов мало зависит от формы колонки. Тем не менее для колонок диаметром 4—8 мм радиус спирали не должен превышать 80 мм. Эффективность не ухудшается, если отношение диаметров колонки и спирали больше или равно 80. Различия в числе теоретических тарелок для колонок с различным диаметром спиралей связаны с неодинаковыми расстояниями, которые проходят молекулы в центре и у стенок трубки. Это обусловливает радиальную диффузию [144]. [c.44]

В газовой хроматографии хелатов металлов в качестве твердого носителя чаще всего используют силанизированные белые диатомитовые носители — хромосорб W, газохром Р, хроматон N и др., а также стеклянные шарики и тефлон. Зерна носителей, как и в жидкостной колоночной хроматографии, сортируют просеиванием, чтобы получить фракцию примерно одного зернения. Используемые в газо-жидкостной хроматографии размеры частиц фракций и диаметры колонок приведены в табл. 13. Чем меньше фракции, тем равномернее набивка колонки и поток между зернами носителя (уменьшение вихревой диффузии) при этом размывание зон минимально. [c.131]

О — коэффициент молекулярной диффузии Ощ — коэффициент диффузии в жидкости Оафф —эффективный коэффициент диффузии 3 — диаметр зерна сорбента с1к —диаметр колонки п — толщина пленки жидкости — масса сорбента [c.5]

Как следует из (36), эффективный коэффициент динамической диффузии сильно возрастает с увеличением диаметра колонки. С этим связаны известные трудности в решении задач препаративной хроматографии, требующей значительного увеличения диаметра колонок (см. гл. IX). [c.29]

Слагаемое массопереноса в подвижной фазе, Смй, представляет конвекти-ный компонент дисперсии потока. При некоторых ограниченных условиях он соответствует диффузии Эдди в уравнении ван Деемтера. Это слагаемое массопереноса обратно пропорционально коэффициенту диффузии в подвижной фазе и напрямую зависит от диаметра частиц сорбента р, как и от диаметра колонки с (табл. 5.1-3). [c.240]

Использование уравнения для приведенной высоты тарелки прощает обсуждение влияния коэффициента диффузии в подвижной фазе и размера частиц (насадочные колонки) ил)1 внутреннего диаметра колонки (полые капиллярные колонки) на рабочие характеристики колонки. Оно также дает возможность быстрой оценки качества колонки, так как для хорощо заполненных колонок должны получаться значения приведенной высоты тарелки 2—3 и около 1 для иолых капиллярных колонок. [c.140]

Эванс [9 I сообщил об одном случае, когда 250 г смеси удалось разделить на 3-дюймовой колонке, но в этом случае наблюдалось чрезвычайно резкое различие времени удерживания компонентов. Развитию теоретических основ технологии колонок большого диаметра содействовали работы Голея [13] и Хюйтена с сотрудниками [14], которые изучили влияние на эффективность колонки профилей скорости и коэффициентов диффузии газов в случае увеличения диаметра колонки до 3 дюймов, и работы Бета и Преториуса [7, 8], которые изучили влияние на эффективность колонки ее типовых геометрических параметров — длины и диаметра. [c.363]

Размер зерна адсорбента для микронасадочиых колонок составляет обычно 0,1 мм, а отношение диаметра колонки к диаметру зерна равно 3—5 (для обычных колонок 10—20). В колонке образуется при этом слой сорбента толщиной практически в одно зерно, и для газа-носителя остается лишь один канал, что снижает эффект размывания. Однако, так как ширина канала этих колонок значительна, путь внешней диффузии велик, и величина х. хотя и меньше, чем в капиллярной колонке, но все же значительна. Стеклянную трубку можно заполнять не только [c.59]

В микронабивных,колонках меньшую роль играет поперечная диффузия, в частности стеночный эффект. Обычно на них можно работать без. значительной потери эффективности колонки при больших линейных скоростях газа-носителя [28]. Так как объемная скорость примерно на порядок меньше, чем в обычных набивных колонках, то при работе с ионизационно-пламенным детектором соответственно меньше ионный фоновый ток. Это обстоятельство позволяет работать в режиме программирования на более - чувствительных шкалах. Кроме того, следует отметить, что микронабивные колонки, в отличие от набивных, можно использовать для программирования с высокими скоростями подъема температур, так как благодаря небольшому диаметру колонок сорбент успевает быстрее прогреваться. [c.174]

Экспериментальные даяные (см. рис. 1 и 2) показывают, что по мере увеличения диаметра колонки величина щ уменьшается. Теоретически Пд не должно зависеть от диаметра колонки (см. уравнение 7). Скотт объяснял этот эффект повышенной диффузией. [c.65]

На первый взгляд кажется, что производительность можно повысить за счет увеличения сечения колонок и, следовательно, соответственного увеличения дозы. Однако с увеличением диаметра колонок существенно повышается степень размывания, что ухудшает результаты процесса разделения. Это объясняется тем, что в колонке большого диаметра трудно достигнуть хорошей упаковки сорбента и, кроме того, в таких колонках возникает так называемый стеночный эффект. Сопротивление потоку около гладких стенок колонки всегда существенно меньше, чем в середине колонки. Это приводит к увеличению линейной скорости потока смеси вдоль стенок в сравнении со средней скоростью потока газа-носителя. Разница в скорости вызывает размывание, по форме сходное с размыванием, обязанным продольной диффузии. Для устранения этого явления, препятствующего увеличению диаметра колонки, применяется ряд приемов. В некоторых случаях одну широкую колонку заменяют пучком более тонких, в других — колонки выполняют в виде секций, соединенных узкими трубками. В последних происходит перемешивание периферийного потока с потоком, идущим посредине колонки, в результате отрицательное влияние повьпненной скорости на периферии снижается. [c.330]

Чтобы приготовить рабочий раствор кислоты, хроматографическую колонку заполняют набухшим в воде катионитом и далее путем пропускания соляной кислоты переводят смолу в Н-фор-му, т. е. Б форму кислоты, после этого катионит тшательно промывают дистиллированной водой. Во всех случаях растворы через колонку с ионитами следует пропускать медленно, со скоростью порядка 1—2 мл1мин при диаметре колонки 1,0—1,5 см, поскольку мала скорость диффузии ионов внутрь зерен ионитов. После указанной операции через ионообменную колонку с той же скоростью пропускают водный раствор взятой на аналитических весах навески хлористого натра. При этом ионы водорода катионита вытесняются ионами натрия и переходят в водный раствор в количестве, эквивалентном взятой навеске соли. Из колонки при этом вытекает раствор соляной кислоты. После этого колонку тщательно промывают водой, собирая промывные воды в ту же мерную колбу, в которой находится вытекший из колонки раствор соляной кислоты. Далее полученный раствор разбавляют в мерной колбе водой до метки. Расчет нормальности кислоты производится по уравнению (36) на стр. 88. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология