Фронт концентраций в колонке скорость

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]

Для изотермы нормальной кривизны — выпуклой — полосы во фронтальном анализе острые в переднем фронте и растягиваются на заднем крае. Это можно легко понять, так как при увеличении значения уменьшается скорость перемещения полосы по колонке. Таким образом, если на переднем фронте образуется диффузная область меньшей концентрации, то скорость ее движения замедлится до тех нор, пока следующая область более высокой концентрации не догонит ее. С другой стороны, неравномерности в хвостовой части двигаются по колонке более быстро. [c.555]

Сорбированная в верхней части колонки смесь веществ может быть разделена на отдельные компоненты хроматографическим- методом либо в процессе вытеснения, либо при элютивном хроматографическом процессе. Идея вытеснения сводится к тому, что в колонку вводится раствор компонента, существенно десорбирующего ранее адсорбированные вещества. Адсорбция вытеснителя и разделяемых веществ должна при этом происходить на одних и тех же активных центрах сорбента. В процессе движения вытесняемой с колонки смеси веществ может происходить взаимное их вытеснение с образованием зон чистых веществ. Подобного рода хроматографический процесс разделения смесей был назван вытеснительным процессом [6,9,10]. При вытеснительной адсорбционной хроматографии, многократно использованной для разделения сахаров [9,11,12], на выходе из колонки в момент появления первого компонента концентрация резко поднималась до некоторой величины и далее не менялась вплоть до появления зоны следующего компонента. Аналогичным образом вытеснялись и следующие компоненты (рис. 22). Подобный стационарный режим вытеснения наступает при достаточной высоте колонки. Каждая зона содержит только один компонент с постоянной концентрацией вдоль колонки. Скорость движения обостренного переднего фронта хроматографической зоны, согласно уравнению (И, 12), зависит только от отношения количества вещества, поглощенного сорбентом в зоне данного компонента (в расчете на [c.63]

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]

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]

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]

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]

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]

Если скорость движения вещества, введенного в начале опыта в колонку, больше скорости движения вытеснителя, такое вещество движется вдоль колонки так же, как обычно при проявительной хроматографии. Еслп же афронт вытеснителя обгоняет задний фронт профиля концентраций некоторого вещества 1, то это вещество вытесняется с адсорбента. Концентрация вещества 1 впереди фронта вытеснителя возрастает, а поскольку изотерма имеет выпуклую форму, увеличивается и скорость движения этой зоны. Таким образом устанавливается равновесие, причем концентрация вещества в зоне достигает величины при которой линейная скорость зоны равна скорости движения фронта вытеснителя. [c.432]

При промывании колонки чистым растворителем пояс, занятый компонентом А, опускается вниз (рис. 27 Ь и 27 с) при этом нижняя его граница, или так называемый фронт, должна сохранять плоскую поверх-юсть, тогда как верхняя граница становится довольно размытой. Скорость продвижения молекул растворенного вещества через колонку зависит от кондентрации вещества. Так как при концентрациях, превышаю-дих некоторую среднюю величину, молекулы будут передвигаться быстро, а 1ри меньших концентрациях—медленнее, [c.53]

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]

При промывании сорбента, содержащего компоненты анализируемой смеси, раствором вытеснителя анализируемая смесь перемещается впереди фронта вытеснителя и разделяется на зоны, каждая из которых соответствует одному компоненту. Все зоны движутся с одной и той же скоростью, равной скорости движения зоны вытеснителя. Компоненты разделяемой смеси выходят из колонки последовательно друг за другом (рис. 4,а). Запись выходной кривой вытеснительного анализа приведена на рис. 4,6. На кривой последняя ступень соответствует вытеснителю, другие ступени — компонентам анализируемой смеси. Если опыт проводится при постоянной концентрации вытеснителя, то длина ступени оказывается пропор- [c.10]

Очевидно, если белок вводить в хроматографическую колонку в виде узкой зоны, она будет со временем размываться, концентрация внутри нее уменьшаться и вследствие нелинейности уравнений (1У.60) доля неассоциированных молекул белка в зоне будет расти, а скорость движения зоны падать, т. е. узкая зона с ассоциирующимися белковыми молекулами при хроматографировании движется с переменной, постепенно понижающейся скоростью [89]. Это создает дополнительные трудности при интерпретации получающихся результатов. Поэтому в хроматографических экспериментах с ассоциирующимися белковыми молекулами предпочтительнее работать с широкими ступенчатыми зонами, размывание которых не оказывает влияния на концентрацию в них белка и сказывается главным образом лишь на форме переднего и заднего фронтов зоны. При этом за движением зоны удобно следить, наблюдая перемещение ее переднего и заднего центроидов (центров масс) [89]. [c.177]

Часть поступающего компонента 1 вследствие сорбции находится в неподвижной фазе, где осуществляется также движение зоны, насыщенной компонентом 1. Уравнение изотермы сорбции выражает связь между адсорбированным количеством вещества aj (мл/г) и концентрацией gj. На сорбенте также образуется фронт, в котором адсорбированное количество вещества убывает от aj 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]

Хроматографический фронт в процессе движения вдоль колонки в каждый момент времени обладает совершенно определенным профилем концентраций. Если этот про-4>иль не изменяется, то все концентрации движутся с одинаковой скоростью и мы говорим [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]

В адсорбционном процессе, протекаюш,ем при высоких концентрациях сорбата в потоке на входе в колонку, по сорбенту будут распространяться совместно сорбционная и тепловая волны. Найдем решения уравнений (1) и (2) для режима параллельного переноса и установим границы его осуш,ествле-ния для систем с выпуклой изотермой сорбции. Для этого введем новую систему координат / = д — Vit, движуш,уюся с фронтом волны со скоростью Vi. В новой системе координат уравнения (1) и (2) преобразуются к виду [c.22]

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]

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]

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]

При этом методе некоторое количество анализируемого газа вводится в колонку, на которую затем подается с постоянной объемной скоростью Р смесь газа-носителя и очень хорошо сорбируюш егося вещества V (вытеснителя) при концентрации Так как вытеснитель подается на колонку непрерывно, для него осуществляются условия фронтального анализа, рассмотренного в предыдущем разделе. Впереди вытеснителя движется газ-носитель с объемной скоростью Р, определяемой уравнением (20), а фронт вытеснителя продвигается с линейной скоростью Юу, определяемой уравнением (19). [c.432]

Процессы, протекаюш ие в колонке при вакантохроматографии, нетрудно понять исходя из приводимых ниже чисто качественных соображений. Предположим, что через колонку непрерывно пропускается анализируемый газ, состоящий из компонентов 1, 2 и 3, разбавленных газом-носителем. Обозначим мольные доли компонентов смеси через и Пусть сорбируе-мость возрастает от компонента 1 к компоненту 3. Если в колонку после установления сорбционного равновесия ввести пробку инертного газа, то на переднем фронте этой пробки вследствие фронтально-десорбционного процесса возникает профиль концентраций, схематически представленный в области II на рис. 10, а. Образуются три фронта, каждый из которых в соответствии с уравнением (21) движется с определенной скоростью зависящей от коэффициента распределения данного компонента. На замыкающий край газовой пробки все время поступает анализируемая смесь. Следовательно, здесь возникают три сорбционных фронта (область I на рис. 10, а), скорости движения которых также различны и выражаются уравнением (19). Таким образом, вскоре после введения инертного газа в колонке возникает распределение концентраций, схематически представленное на рис. 10. [c.436]

На хроматофамме, как правило, наблюдаются симметричные пики даже при не танейных изотермах сорбции. Хроматер-мография обеспечивает сжатие хроматографич. зон. Температурный коэф. обогащения (увеличение концентрации анализируемого в-ва в газовой фазе) Oj- связан с изменением адсорбции в-ва при т-рах ввода его в колонку Го и выхода из нее Т . O-j-- Д7 )/Г (Т,), где Г и Г - постоянные Генри при Го и Г,. Сжатие зоны обусловлено разными скоростями движения ее переднего (при более низкой т-ре) и заднего (при более высокой т-ре) фронтов в температурном поле. [c.318]

Осложнения возникают, если один или несколько параметров уравнения (10) или (12) систематически изменяются в процессе хроматографического разделения. Часто причиной является перегрузка колонки веществом или изменение набивки и степени смачивания по длине колонки, изменения температуры, расслоение комбинированной жидкой фазы, изменения скорости протекания, неравномерность распределения вещества по сечению и зависимость поглотительной способности неподвижной фазы от концентрации. При тщательном проведении зксперимента и соответствующем выборе условий опыта можно исключить все упомянутые источники ошибок, кроме последнего. Постоянство же козффициентов распределения и адсорбции К ) является идеальным случаем, который часто имеет место (особенно при адсорбции) лишь в области малых и очень малых концентраций. Для большинства веществ сродство к твердой неподвижной фазе уменьшается с ростом концентрации уже задолго до достижения состояния насыщения изотермы адсорбции при этом обычно изогнуты в сторону оси концентрации. В случае распределительных изотерм возможно искривление в сторону как одной, так и другой оси. Это явление объясняется, как правило, процессами ассоциации. Так как константа распределения вещества в хроматографической колонке охватывает все значения между О и некоторым максимумом, искривление изотермы неизбежно. Если, например, ПК уменьшается с ростом концентрацйн, то максимум зоны имеет тенденцию перегонять фронт зоны, в результате чего образуется асимметричное распределение с резким фронтом и более или менее вытянутым хвостом. Последний возникает из-за того, что скорость перемещения в заднем конце зоны уменьшается с уменьшением концентрации в той же мере, что и К. Хвост кончается в том месте, где К становится постоянным. Это, часто обременительное, явление имеет место в принципе только при изменении условий хроматографического разделения. Соответствующий градиент концентрации в подвижной фазе может, например, это все возрастающее влияние усилить до такой степени, что зтот эффект будет в точности компенсировать уменьшение кривизны изотермы. Такая специальная методика носит название градиентного злюирования [32]. [c.101]

Жидкостная адсорбционная хроматография основана на конкурентной адсорбции молекул на поверхности адсорбента, характеризующейся в каждой точке колонки динамическим равновесием между молекуттами подвижной и адсорбированной фаз [4]. Поэтому неважно, является ли компонент, введенный в подвижную фазу, анализируемым веществом или дополнительным компонентом подвижной фазы. При непрерывном введении в хроматографическую колонку двухкомпонентной подвижной фазы реализуются условия фронтальной хроматографии. Более сильный растворитель сильне-2 адсорбируется на поверхности адсорбента, и его концентрация в первых порциях подвижной фазы падает до куля, образуется фронтальная хроматографическая зона этого компонента, которая движется по колонке с меньшей скоростью, чем неполярный компонент подвижной фазы. Чем сильнее адсорбируется более полярный компонент и чем меньше его начальная концентрация в подвижной фазе, тем медленнее его фронт движется по колонке. Фронтальные зоны образуются и при изменении кон- [c.40]

Можно составить уравнения баланса, свободные от допущений для всей хроматографической колонки. Очевидно, что для описания и объяснения формы фронтов следует составить соответствующие локальные дифференциальные уравнения баланса и решить их. Для этого необходимо не только иметь однозначные модели микромеханизма хроматографических процессов, но и математически удобное описание этих процессов. К сожалению, наши возможности в этом отношении очень ограниченны, и сравнительно простые и наглядные представления можно получить лишь за счет точности нри использовании очень грубых допун1ений. Очевидно, что необходимо исходить из трех величин, а именно концентрации сорбируемого вещества в свободном объеме колонки, количества сорбируемого вещества и, наконец, из скорости потока газа в виде функции времени и координат положения в колонке. Нами за основу принята модель, в которой допускается, что радиальное распределение этих трех величин в данном сечении колонки равномерно, что они являются, следовательно, функциями лишь двух независимых переменных, а именно времени t и координаты длины 2. [c.183]

Уравнение, выведенное для а, позволяет также экспериментально изучить ход неизвестной функции а =а х) от а -= О до aj = gXi, т. е. определить неизвестную изотерму адсорбции по форме одного-единствеп-ного фронта проскока, если комбинировать непрерывное измерение концентрации на выходе из колонки с одновременным измерением в той же точке скорости потока. Соответственно выводам раздела 1 последнее измерение позволяет получить значения д и Ui,- нри данном ж. , а также Tv, мертвый объем колонки. Если еще независимо от этого определить об]>1чным способом объем пор Vp в сорбенте в колонке, то можно рассчитать эффективный коэффициент диффузии но уравнению [c.188]

Небольшую стеклянную колонку заполняют катионообменивающей смолой. Смолу переводят в форму элемента, изотерму которого снимают. Затем через колонку пропускают раствор, содержащий вытесняющий катион с достаточно малой скоростью, позволяющей пренебречь размыванием фронта вытесняемого катиона из-за неравновесных процессов (внутренней и внешней диффузии, продольного перемешивания в колонке и т. п.). С нижнего конца колонки отбирают пробы, в которых определяют концентрацию вытесняемого катиона с. Одновременно с отбором проб измеряют изменение высоты слоя смолы в колонке из-за изменения набухаемости смолы в процессе десорбции. Отдельно определяют х — пористость смолы. [c.54]

Генри уменьшается, а скорость продвижения зон с большими концентрациями возрастает. Это приведет к искажению формы пика. На выходе из колонки полоса регистрируется в виде пика с резким отвесным фронтом и растянутой задней границей (рис. IV, 46). Для вогнутой изотермы, наоборот, с повышенйем концентрации коэффициент Генри увеличивается, а скорость продвижения зон с большими концентрациями будет уменьшаться. Форма пика исказится так, что будет растянутый передний фронт и резкая задняя граница (рис. IV. 4, в). [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология