Фронт концентраций в колонке

Крутой в начале опыта фронт концентраций компонента 1 в процессе движения по колонке растягивается вследствие кинетического запаздывания фронта, образующегося в неподвижной фазе. Далее как в неподвижной, так и в газовой фазе происходит расширение фронта из-за диффузии. Эти диффузионные эффекты в равной степени действуют на обоих фронтах и перекрывают друг друга. Вследствие того что в хроматографических колонках имеются чрезвычайно сложные условия диффузии, все диффузионные эффекты характеризуются общим эффективным коэффициентом диффузии ОеЦ. [c.424]

Однако отрезок колонки, на который перемещается фронт концентраций в единицу времени, по определению есть скорость движения фронта и> . Простое преобразование последнего уравнения приводит к зависимости [c.425]

До сих пор мы рассматривали только сорбционный фронт. Однако фронтальный анализ может проводиться также при предварительном насыщении сорбента во всей колонке компонентом I и последующем продувании газа-носителя с объемной скоростью Р. При этом через колонку в стационарной и газовой фазах проходят зоны компонента I, за которыми следует зона чистого газа-носителя. Все рассуждения, приведенные для фронта в обычном фронтальном анализе, относятся и к этому случаю, однако, поскольку речь идет о десорбционных фронтах, концентрация теперь будет возрастать от нуля до или а . Скорость газа позади фронта будет меньше, чем впереди него, так как из-за десорбции вещество 1 переходит из неподвижной фазы в газовую. [c.425]

Вследствие электронейтральности макроскопической системы, включающей сорбенты и раствор, ионный обмен представляет собой процесс эквивалентного обмена ионов, находящихся на сорбенте с ионами, находящимися в растворе. Благодаря этому при введении раствора электролита в колонку, содержащую ионит, суммарная концентрация как катионов, так и анионов вдоль всей колонки, начиная от переднего фронта перемещающихся ионов и далее во всей верхней части колонки, должна быть постоянной. Лишь на переднем фронте концентрация возрастает от нуля до своего предельного значения. Если количество десорбируемых ионов, ранее находившихся на ионите, оказывается достаточно большим, может образоваться зона только одного вытесняемого [c.65]

Прямоугольный фронт концентраций перемещается со скоростью W. Определим ее. Для этой цели рассмотрим уравнение баланса в интегральной форме. Положим, что расход q = vS ш пористость е являются постоянными величинами. Левое сечение возьмем в зоне концентраций с , а , а правое — в области чистой колонки. Пусть сечение колонки зависит от координаты вдоль слоя и является функцией х. В момент t фронт расположен в точке X = X (i). [c.29]

Основным показателем применимости закономерностей динамики обмена при линейной изотерме является постоянство величины б /7 [И] по мере движения сорбционного фронта вдоль колонки (б — ширина сорбционного фронта V — объем раствора, соответствующий передвижению фронта в данное положение). Для экспериментальной проверки закономерностей динамики сорбции микроколичеств цезия-134 растворы фильтровали через колонки одинакового сечения, но с разными высотами слоя сорбента. Выходные кривые при таком проведении опыта соответствуют движению сорбционного фронта вдоль колонки. По полученным данным строили выходные кривые в координатах ф—V, где ф == щ/п — относительная концентрация цезия-134 в растворе — количество цезия-134 в исходном растворе, отнесенное к единице длины колонки, мккюри/см 1 — количество цезия-134 в фильтрате, отнесенное к единице длины колонки, мккюри/см. [c.85]

Через слой сорбента в колонке непрерывно пропускается исследуемый газ, содержащий, например, три компонента, разбавленные газом-носителем. Пусть по величине сорбции эти вещества располагаются так, что первый сорбируется слабее остальных, а третий — сильнее. После установления сорбционного равновесия в колонку вводится порция газа-носителя, не содержащая компонентов смеси. При движении слоя этого газа вдоль сорбента вследствие десорбции веществ перед фронтом слоя возникает изменение концентрации (рис. 61, а, область II). Так как смесь содержит три компонента, то образуется три таких фронта, -- [c.143]

В реальных условиях фронт хроматографической зоны в колонке бывает в той или иной степени размытым. Рассмотрим условия и закономерности формирования границ хроматографической зоны одного компонента. Будем исходить из предположения, что сорбционное равновесие в системе устанавливается мгновенно (или допустим, что скорость протекания раствора очень мала). Пусть в некоторой части колонки, площадь сечения которой равна 1 см , в порах сорбента находится раствор, имеющий концентрацию С удельная пористость сорбента у], удельная сорби-т [c.18]

Выпуклая изотерма сорбции (рис. 9, а) — скорость перемещения точки с определенной концентрацией тем больше, чем больше равновесная концентрация вещества (чем меньше в знаменателе величина производной ёт/йС). В соответствии с этим фронт зоны обостряется, т. е. становится более резким, тогда как тыл отстает, размывается (П). По мере дальнейшего промывания колонки (с увеличением объема промывной жидкости) (У1< <Уз) участок постоянной концентрации постепенно сужается и, наконец, совсем исчезает (П1). [c.21]

В результате прохождения некоторого объема раствора верхняя часть колонки (рис. XI. 3) полностью насыщается ионами В+ — верхняя зона)] в средней части колонки ионит содержит одновременно ионы А+ и В+ — переходная зона, а нижняя часть остается насыщенной только ионами А+ — нижняя зона. При дальнейшем протекании раствора переходная зона, двигаясь вдоль колонки, образует фронт — область, где концентрация ионов В+ более или менее резко уменьшается до нуля. Фронт называют острым, если концентрация ионов в этой зоне меняется резко — от некоторого конечного значения до нуля. Ширина переходной зоны характеризует остроту фронта ионов В+, которая определяется состоянием равновесия и кинетикой ионообменного процесса. Зоны могут быть симметричными и несимметричными (один фронт размыт, другой — острый). Форма зоны определяется характером равновесного распределения ионов между фазами ионита и раствора. Влияние равновесного фактора на остроту фронта переходной зоны связано с типом изотермы обмена, т. е. зависимости концентрации иона в ионите от концентрации его в растворе (см. рис. XI. 2). [c.684]

Для системы, содержащей один растворенный компонент, количество т вещества, адсорбированного колонкой, было первоначально растворено в исправленном удерживаемом объеме Уц, так как после проскока раствор крутым фронтом проходит через адсорбционный фильтр без всякого изменения. Если С — концентрация раствора, то т=УцС, или, при расчете на один грамм адсорбента, С. [c.25]

Итак, скорость обостренного переднего фронта хроматографической зоны зависит только от отношения количества вещества т, поглощенного адсорбентом в зоне данного компонента (в расчете на 1 см высоты колонки), к концентрации вещества в той же зоне и от степени пористости т -т. е. от плотности укладки столбика адсорбента. Если пренебречь величиной У , что возможно в ряде случаев, то последнее уравнение еще более упростится [c.34]

Если же прямая не пересекает изотермы какого-либо компонента (на рис. 20 компонент О), то этот компонент не образует стационарной зоны, а перемещается независимо от скорости движения фронта вытеснителя. Его концентрация на выходе из колонки сначала возрастает до некоторой максимальной величины, а затем постепенно падает до нуля, ранее, чем появится в фильтрате следующий компонент. Компонент В движется через слой адсорбента настолько быстро, что опережает вытеснитель и появляется на графике в виде отдельного пика однако при достаточном увеличении концентрации вытеснителя он появляется на выходной кривой, как и другие компоненты раствора, в виде ступеньки (см. пунктирную секущую линию в левой части рис. 20). [c.35]

Когда фронт подвижного растворителя пройдет в колонке расстояние максимальная концентрация вещества А в хроматографической зоне будет на уровне х. [c.167]

Единственным параметром, по которому система узнает пик, подлежащий обработке, выделяет его из шумов нулевого (фонового) сигнала, приписывает ему соответствующие градуировочные коэффициенты и концентрации, является время его появления, отсчитываемое от момента введения пробы в колонку и начала хроматографирования. Пик будет регистрироваться системой, если заданное для него время выхода попадает в интервал фактического времени выхода фронта пика (для системы САА-05) или всей длительности пика (для системы САА-06). Аналитик должен следить, чтобы фактическое время выхода пика соответствовало заданному, в противном случае пик может быть не обнаружен или его коэффициент и концентрация будут присвоены другому (соседнему) пику. [c.140]

Два последних уравнения выражают связь между специфической для стационарной хроматермографии характеристикой удерживания и условиями опыта. Вследствие того что печь движется, стационарное состояние теоретически может установиться только за бесконечно большое время и в бесконечно длинной колонке. Однако практически фронт можно считать стационарным, если положение максимума концентрации полосы отклоняется от характеристической температуры не более чем на 1 % Т . Необходимая для этого длина колонки составляет [c.416]

Для простоты предположим сначала, что в колонку непрерывно поступает с объемной скоростью Р мл сек) смесь, состоящая из газа-носителя, которым предварительно было заполнено свободное пространство колонки, и компонента 1, мольная доля которого составляет Зона этой смеси продвигается в газовом пространстве колонки. Перед ней находится зона чистого газа-носителя, а между этими зонами — более или менее широкий фронт, в котором концентрация компонента 1 убывает в направлении потока от до нуля. [c.424]

Нередко для количественного анализа используются непромытые, первичные хроматограммы. А. А. Лурье [166], показал теоретически, что при этом линейная зависимость =/(Ср) при У=сопз1 обязательно нарушается. Причиной нелинейности калибровочных графиков является то, что часть раствора не прореагировала с осадителем, так как удерживается капиллярными силами за фронтом осадко- образования, в свободном объеме колонки. Им дан вывод уравнения для размера зоны осадка в зависимости от концентрации исходного раствора и некоторых других факторов. Для простоты А. А. Лурье рассматривает случай динамики осадочной сорбции одного иона. Тогда скорость движения фронта зоны осаждения отличается от скорости фильтрации раствора и в соответствии с законом Вильсона [c.211]

Хроматографический фронт в процессе движения вдоль колонки в каждый момент времени обладает совершенно определенным профилем концентраций. Если этот профиль не изменяется, то все концентрации движутся с одинаковой скоростью и мы говорим о стационарном фронте . Такой фронт может образоваться только в том случае, когда непрерывное размывание, вызванное диффузией или медленностью установления сорбционного равновесия, уравновешивается каким-либо обратным эффектом. Так, происходящее в результате сорбции уменьшение линейной скорости потока внутри фронта от до / / оказывает воздействие, увеличивающее крутизну фронта. [c.427]

Блок-диаграмма прибора показана на рис. 1. Газ-носитель подают из баллона и скорость его потока определяют при помощи реометра с анилином. Газовые смеси приготовляют в аспираторе на 20 л и вытесняют водой нри постоянной скорости. Смесь и газ-носитель проходят через один и тот же гидравлический затвор в линию газовой смеси включают капилляр, идентичный капилляру реометра, чтобы на входе в колонку создать то н е самое давление. Испытания показали, что вязкость смесей, содержащих в небольших концентрациях пропан и пропилен в азоте, не сильно отличается от вязкости чистого азота. Все газы и газовые смеси до поступления в колонку проходили через осушительные трубки с хлористым кальцием. Колонка (длиной 150 см) была изготовлена из трубки (из стекла нирекс) диаметром 6 жж она была заключена во внешнюю трубку с наружной изоляцией. Соответствующая термостатирующая жидкость циркулировала через кольцеобразное пространство между двумя трубками. Колонку заполняли 19,6 г смеси, состоящей из 30 г триизобути-лена (температура кипения 189—194°) и 70 3 цели-та-535, из которого была удалена мелочь , т. е. мелкие частицы, которые не оседают воде за 3 мин. К концу колонки можно присоединить ртутный манометр для измерения давления на выходе. Газ, выходящий из колонки, проходил через катарометр, и концентрация растворенного вещества регистрировалась самопишущим потенциометром фирмы Зину1с, имеющим отклонение на полную шкалу 15 мв и скорость движения лепты 7,6 см мин. Маностат и вакуумный насос служили для регулирования давления и скорости потока на выходе из колонки. Мертвое пространство в системе было сведено к минимуму и точно измерено. Если бы мертвое пространство было велико, происходило бы размывание фронта вне колонки. [c.21]

Если в области ламинарного потока продольная диффузия принимается во внимание как единственный фактор, при котором определенный фронт концентраций вызывает диффузию, процесс, наблюдающийся в колонке после переключения, может быть отчетливо представлен как изменение начального резкого фронта газа на 8-образную форму, которая перемещается в направлении к ячейке теплопроводности. В определенное время т распределение концентраций в трубе представляет собой функцию длины 2 — симметрично по отношению к средней точке х хо = 0,5. Очевидно, в определенном поло кении 2 (например, на выходе из колонки) такая симметрия не может существовать в отношении т, так как время диффузии будет короче в начале фронта, чем в 1чонце его, и это должно обязательно привести к асимметрии. [c.23]

В этом методе к раствору добавляют небольшое количество одного из обмениваемых ионов, лишь слегка повышающее концентрацию этого раствора. Это можно сделать путем импульса , т. е. путем кратковременного увеличения концентрации, или путем длительного пропускания более концентрированного раствора, заставляющего фронт передвигаться вниз по колонке, как это показано на рис. 30. Важно представлять себе, что импульс, или фронт концентрации, не обязательно должен перемещаться со скоростью течения раствора. Как указывает Гельфе- [c.170]

При работе в стационарном режиме форма окисли-тельно-восстановительн ого фронта не изменяется со временем, а только происходит параллельный перенос фронта вдоль,колонки. На длине этого фронта концентрация окислителя в растворе с и глубина его проникновения в редоксит зависят лишь от координаты х и не зависят от времени. Для исключения зависимости от времени в уравнениях, описывающих форму фронта, решение их следует провести в такой подвижной системе координат, чтобы скорость движения систем.ы координат вдоль колонки была равна скорости перемещения фронта. Начало координат (д = 0) для определенности будет соответствовать сечению, с которого начинает уменьшаться концентрация окислителя в растворе или, что то же самое, заканчиваться истощение редоксита по окислителю. [c.53]

Более полробно теория равновесной хроматографии была разработана Г. В. Самсоновым, показавшим, что суммарная концентрация всех ионов, выраженная в эквивалентах, постоянна во всех частях колонки, начиная от переднего фронта зон. У переднего фронта концентрация резко изменяется, возрастая от нуля до Со. Количество поглощенного иона каждого сорта является однозначной функцией его концентрации. Характер деформирования границы полос двух ионов полностью определяется функциональной зависимостью числа мг-экв одного из ионов на 1 г ионита в зависимости от его концентрации в растворе. Задача для второго сорта ионов решается автоматически, на основании дифференциальных уравнений, выведенных Г. В. Самсоновым, для частных производных первого порядка от мг-экв этих ПОНОВ по их концентрациям в растворе, и частных производных второго порядка для тех же ионов. Если изотерма вы- [c.89]

Вследствие электронейтральности макроскопической системы, включающей сорбенты и раствор, ионный обмен представляет собой процесс эквивалентного обмена ионов, находящихся на сорбенте, на ионы раствора, если, конечно, исключить необменное поглощение электролита, часто незначительное. Благодаря этому при введении раствора электролита в колонку, содержащую ионит, суммарная концентрация как катионов, так и анионов вдоль всей колонки, начиная от переднего фронта перемещающихся ионов и далее во всей верхней части колонки, должна быть постоянной. Лишь на переднем фронте концентрация возрастает от нуля до своего предельного значения. Если количество десорбируемых ионов, ранее находившихся на ионите, оказывается достаточно большим, а высота колонки достаточно велика, то впереди фронта сорбирующихся противоионов образуется зона, содержащая только десорбируемые противоионы. В таком случае говорят о вытеснительном процессе. Вытеснительный хроматографический ионообменный процесс практически может быть реализован в том случае, когда высота зоны полного заполнения вытесняемого иона превосходит диаметр колонки. При малых степенях заполнения колонки вытесняемым ионом хроматографический процесс подчиняется иным закономерностям. [c.282]

Хроматограмма, записанная самописцем хроматографа, представляет зависимость сигнала детектора от времени пропускания элюента или от его объема. На рис. I 1.28 показаны зависимости сигналов дифференциального и интегрального детекторов, т. е, дифференциальная и интегральная хроматограммы. Линия / хроматограммы отвечает выходу из колонки чистого газа-носителя (в газовой хроматографии). Пик 2 указывает на присутствие в пробе несорбирующегося компонента. Пики 3 н 4 соответствуют компонентам анализируемой смесн. Пик ограничен фронтом и тылом. По линии фронта наблюдается возрастание концентрации вещества со временем до максимального значения, а по линии тыла оиа со временем уменьшается. Основными параметрами пика являются его высота и ширина. За высоту пика Л принимают расстояние от [c.180]

Представим себе два крайних случая, которые могут возникнуть в зависимости от способа ввода пробы [87, с. 259]. Пусть в первом случае вещество после разбавления газом-носителем поступает в колонку с концентрацией Со, причем эта концентрация не превышает область линейной изотермы сорбции, а объем образовавшейся пробы КтУи-р достаточно велик (здесь Кщ — степень разбавления пробы газом-носителем). Допустим, что этот объем продвигается в колонку без дальнейшего разбавления. Если скорость газа-носителя со, то время ввода пробы /пр = /Ст1 пр/со. За это время проба поступит в колонку в режиме фронтальной хроматографии, а скорость фронта составит Ыф= (о/Го. Это означает, что после окончания ввода пробы в колонку она займет слой сорбента, равный [c.152]

Считается, что распределение вещества между фазами происходит практически мгновенно, отсутствуют диффузионные процессы вдоль колонки, время формирования фронта подвижного растворителя близко к нулю. Если через колонку пропускать анализируемый раствор в объеме V, то устанавливается равновесное распределение хроматографируемого вещества между подвижным и неподвижным растворителями, изменяющееся с течением времени. В какой-то момент в верхнем слое колонки концентрация элемента в подвижном растворителе достигнет исходной концентрации Со = с и далее вниз па колонке эта концентрация уменьшается до нуля. При дальнейшем пропускании раствора через колонку зона с концентрацией Со расширяется, соответственно будут перемещаться вниз по колонке и нижележащие зоны. [c.76]

Часть поступающего компонента 1 вследствие сорбции находится в ненодвижной фазе, где осуществляется также движение зоны, насыщенной компонентом 1. Уравнение изотермы сорбции выражает связь между адсорбированным количеством вещества а (мл1г) и концентрацией 5- На сорбенте также образуется фронт, в котором адсорбированное количество вещества убывает от до 0. Из-за конечной скорости сорбции этот фронт должен в большей или меньшей степени отставать от имеющегося в газовой фазе. При достаточно большой длине колонки или очень малых скоростях потока это запаздывание может через определенное время стать постоянным, так что оба фронта будут двигаться с одинаковой скоростью, но окажутся смещенными относительно друг друга вдоль оси колонки. [c.424]

Вначале мы не будем рассматривать форму фронта, а выразим лишь скорость движения фронта или центра его тяжести. Обозначим объем мертвого пространства на единицу длины колонки через л мл см), количество сорбента через г см). Тогда Пд, линейная скорость движения вдоль колонки фронта инертного, несорбируюш егося газа (т. е. газа-носителя), будет равна Р1в. Линейная скорость w движения фронта компонента 1 меньше этой величины, так как часть поступающего в колонку газа удерживается сорбентом. Если количество вещества, равновесно сорбирующееся в соответствии с изотермой при концентрации равно а, то объем компонента 1, поступивший в колонку за время распределится между обеими фазами на участке колонки длиной 2 согласно уравнению [c.425]

При ирименении проявительного метода колонка готова к следующему анализу сразу после выхода последнего компонента, в то время как в случаефронтального анализа необходимо предварительно удалить из колонки находящуюся в ней смесь. Если скорость газа-носителя достаточно велика, это может быть сделано очень быстро. При этом получается фронтально-десорбционная хроматограмма, рассчитав которую можно проверить полученный результат. При одинаковой скорости газового потока крутизна сорбционного и десорбционного фронтов вещества практически одинакова, так как кривая, описанная уравнением (30), в области очень малых концентраций практически совпадает с линейной изотермой. Следовательно, на десорбциониом и сорбционном фронтах получается одинаковое разделение. [c.430]

Обсудим вначале более старый из этих методов. Через колонку, содержащую сорбент, пропускают инертный газ. В момент г = О на колонку со скоростью Р подают газовый поток, содержащий инертный газ и сорбируемое вещество в концентрации В момент фронт сорбируемого вещества выходит из колонки, по всей длине которой установилось сорбционное равновесие. Общее время удерживания определяют по точке перегиба на границе ступеньки на хроматограмме. [c.431]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология