Число теоретических тарелок длиной колонки

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]

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]

По аналогии с теорией дистилляционных колонн хроматографическая колонка мысленно разбивается на ряд последовательных теоретических ступеней — тарелок, через которые газ проходит периодическими толчками. Предполагается, что за время каждого толчка на тарелках успевает установиться равновесие между подвижной и неподвижной фазами для всех компонентов. Таким образом, хроматографический процесс согласно этой теории многоступенчатый и состоит из большого числа актов адсорбции и десорбции (в ГАХ и ЖАХ) или растворения и испарения (в ГЖХ и ЖЖХ), а сама колонка рассматривается как система, состоящая из совокупности многих ступеней—тарелок. Длина элементарного участка (в сантиметрах) колонки, на которой достигается мгновенное состояние равновесия между концентрацией вещества в подвижной и неподвижной фазах, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), или, попросту, высотой тарелки. Очевидно, существует простая зависимость. [c.47]

Длина (или, поскольку колонку устанавливают вертикально, высота) колонки, эквивалентная теоретической тарелке, характеризует эффективность работы колонки. Ее сокращенно называют ВЭТТ — высота, эквивалентная теоретической тарелке. Например, колонка общей длиной в 1 м, соответствующая 20 теоретическим тарелкам, будет иметь ВЭТТ, равную 5 см. Работа колонки зависит не только от ее конструкции и от флегмового числа, а также и от многих других факторов. В общем, колонки обладают лучшими характеристиками при низких пропускных способностях. При этом время пребывания частиц в паровой фазе колонки дольше, и этого времени достаточно для достижения состояния равновесия в системе пар — флегма. Предварительная обработка колонки также имеет большое значение. Например, колонки с [c.491]

Эффективность хроматографической колонки принято выражать числом теоретических тарелок. Длина слоя насадки колонки, соответствующая одной теоретической тарелке, на которой происходит единичный акт установления равновесия, называется высотой эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) [c.11]

Для оценки эффективности разделения на колонке введено понятие теоретических тарелок. Слой сорбента в колонке условно делится на ряд соприкасающихся узких горизонтальных слоев, каждый из которых и называют теоретической тарелкой. В каждом слое устанавливается равновесие между стационарной и подвижной фазами. Чем больше число теоретических тарелок, тем выше эффективность разделения. Другой величиной, характеризующей эффективность разделения, служит высота, эквивалентная теоретической тарелке, представляющая собой отношение Я = = Ь М, где Ь—длина колонки N — число теоретических тарелок. [c.108]

Эффективность колонки часто характеризуют величиной ВЭТТ — высотой, эквивалентной теоретической тарелке. Величину ВЭТТ получают путем деления высоты колонны на число теоретических тарелок. ВЭТТ лабораторных дистилляционных колонок обычно равно 1 —10 см точная величина зависит от типа насадки, конструкции колонки и режима ее работы. Если ВЭТТ колонки данного типа известна, то можно оценить длину колонки, необходимую для достижения заданной степени разделения. [c.518]

Нередко для характеристики качества хроматографического процесса пользуются термином число теоретических тарелок (Л ), под которым подразумевают отношение длины колонки к высоте тарелки [c.32]

В результате всего этого даже для гранул диаметром 20—40 мкм высота теоретической тарелки в случае обычной гель-фильтрации составляет 2—5 мм, т. е. разрешающая способность хроматографической колонки длиной 1 м характеризуется числом теоретических тарелок, равным 200—500. [c.113]

Число теоретических тарелок N рассчитывается как отношение общей длины колонки к высоте, эквивалентной теоретической тарелке, Н [c.236]

Число тарелок пропорционально длине колонки. Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ или [c.37]

Общей теорией для описания многостадийных процессов является теория теоретических тарелок. Она первоначально была предложена для описания процесса дистилляции, а затем распространена и на хроматографические системы. Рассчитывая число теоретических тарелок по формуле (2), сравнивают ширину пика со временем пребывания (/д) компонента в колонке. В эффективной колонке размывание полос небольшое, и пики получаются узкими. Число тарелок пропорционально длине колонки. Обычно эффективность колонки характеризуется величиной Н, которая называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) [c.14]

Если длину слоя адсорбента в колонке (L), на которой осуществляется разделение смеси веществ и размещено некоторое число теоретических тарелок п, необходимое для разделения взятой смеси, разделить на это число п, получается величина Н, называемая высотой, эквивалентной одной теоретической тарелке (ВЭТТ) [c.27]

Для разделения в пределах одного гомологического ряда обычно применяют фазу, химически аналогичную анализируемым веществам, так как тогда коэффициенты распределения особенно велики. Качество разделения при этом определяется исключительно качеством колонки, т. е. высотой теоретической тарелки. Если результат все еще неудовлетворителен, то следует улучшить заполнение или увеличить длину колонки. Члены гомологического ряда, которые различаются между собой числом метиленовых групп, при применении парафиновых фаз проявляют большие различия в величинах удерживания, чем при применении других фаз (см. разд. А.1) . [c.217]

Размеры колонки (длина и внутренний диаметр) также должны быть выбраны оптимальными. Выбор размеров колонки зависит от сложности анализируемой смеси. Теоретически наилучшее разделение будет достигнуто на колонках большой длины и малого диаметра. Для оценки эффективности колонки используют понятие теоретической тарелки , которое взято из теории дистилляции. Согласно этой теории, вся колонка состоит из ряда равновесных зон, т. е. теоретических тарелок. Эффективность колонки выражается числом теоретических колонок или высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Эти две величины связаны уравнением [c.51]

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]

Из ур. 5.1-12 известно, как рассчитать длину колонки исходя из высоты тарелки и числа теоретических тарелок. Преобразование этого уравнения дает [c.245]

Число теоретических тарелок п, соответствующее данной колонке, не является достаточной характеристикой хроматографического разделения, поскольку это число не зависит от размеров разделительной системы (длины колонки), 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 равновесие со средней концентрацией растворенного вещества в подвижной фазе этого слоя. Такая характеристика лучше определяет эффект хроматографического разделения. Таким образом, эффективность хроматографической системы с использованием набивных хроматографических колонок описывается величиной ВЭТТ [c.20]

Зная число теоретических тарелок п, приходящиеся на колонку и ее длину Ь, а также средний диаметр зерна сорбента, легко получить значение приведенной высоты, эквивалентной теоретической тарелке. [c.21]

Число теоретических тарелок N прямо пропорционально длине колонки Ь. Для оценки эффективности хроматографического процесса лучше использовать величину, не зависящую от длины колонки. Такой величиной является высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ), обычно обозначаемая буквой Н. Эта величина показывает эффективность колонки на единицу длины. [c.462]

Число теоретических тарелок п и длина Ь хроматографической колонки определяют величину Н = Ып. Н соответствует длине отрезка колонки, действие которого при разделении веществ равнозначно действию одной камеры. Обычно Н обозначают как высоту теоретической тарелки . Зная Н или п, можно в какой-то степени предсказать разделительную способность хроматографической колонки. Точно сделать зто невозможно, так как п или Н зависит не только от условий работы колонки, но и от специфической для данного вещества скорости установления концентрационного равновесия между подвижной и неподвижной фазами. Таким образом, даже при заданных условиях работы, п и Я не являются константами и позтому для каждого вещества должны быть определены в отдельности. При близких значениях р различия, разумеется, невелики, так что, например, для расчета разделительной способности можно воспользоваться общим значением для п. [c.100]

Если колонка длиной L имеет число теоретических тарелок N, мы можем считать, что в среднем высота каждой тарелки определяется выражением [c.29]

Высоту теоретической тарелки Н можно вычислить, если длину колонки разделить на число теоретических тарелок. Последнее можно найти по кривой вытеснения. Ниже этот вопрос рассматривается более подробно. [c.23]

Вместо конструкции колонки, состоящей из отдельных ступеней, она может заполняться сплошь материалом, на котором происходит конденсация пара. При этом число теоретических тарелок и длину колонки, отвечающей одной теоретической тарелке, можно вычислить тем же способом из уравнений (16.5) или (16.6). [c.452]

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]

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]

Зная число теоретических тарелок, приходящееся на колонку, и длину колонки L (мкм), а также средний диаметр зерна сорбента Ьс (мкм), легко получить значения высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), а также приведенной высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ПВЭТТ) [c.9]

Рассмотрение тест-хроматограмм начинают с формы полученных пиков. Пики должны быть достаточно симметричными, не иметь носов и хвостов —это наиболее частый дефект. Недопустимо двоение пиков—свидетельство наличия каналов или пустот в колонке. Коэффициент асимметрии пиков на 1/10 их высоты должен приближаться к 1, и для колонок хорошего качества должен составлять 0,8—1,3. Далее проверяют время удерживания тест-веществ на хроматограммах постоянство этой величины свидетельствует об установлении равновесия в колонке и возможности расчета эффективности колонки. Расчет эффективности колонки — числа теоретических тарелок и приведенной высоты эквивалентной теоретической тарелки — проводят по известным формулам (см. разд. 1.1). Для имеющихся в продаже сорбентов среднего качества при хорошо подобранной методике набивки колонок удается получить значение ПВЭТТ от 3 до 6, что соответствует ЧТТ для стандартной колонки длиной 25 см от 4 до 8 тыс. (сорбент размером 10 мкм), от 5,5 до 11 тыс. (7,5 мкм) и от 8 до 16 тыс. (5 мкм). [c.122]

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]

Таким образом, для характеристики и сравнения колонок необходимо зпать обе величины общую эффективность, выраженную числом теоретических тарелок (Ч. Т. Т.), и удельную , т. е. эффективность, отнесенную к единице длины рабочей части колонки, или, что равнозначно, высоту, эквивалентную одной теоретической тарелке (В. Э. Т. Т). В. Э. Т. Т. получается в результате деления высоты рабочей части колонки на ее общую эффективность (Ч.Т. Т.). Знание величины Ч. Т. Т. позволяет правильно и разумно подходить к выбору мощности ко.понки для разделения тех или иных смесей. Так, например, для полного разделения бензо,ла и толуола (разница в т. кип. 30°) теоретически достаточно колонки эффективностью в 12 Т. Т. [39]. Применение в данном случае колонок эффективностью выше 15—18 Т. Т. уже нецелесообразно. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология