Расширение хроматографической зоны

Теория неравновесной (не идеальной) хроматографии рассматривает реальный процесс, протекающий с конечной скоростью установления равновесия. Представление о распределении концентрации вещества в хроматографической зоне в зависимости от характера изотермы адсорбции и скорости установления равновесия дает рис. 1.2. Во всех случаях, кроме линейной идеальной хроматографии (рис. 1.2, а), имеет место размывание вещества по слою и расширение хроматографической зоны. При линейной изотерме размывание симметрично, в остальных случаях асимметрично. [c.20]

В реальных процессах обладает конечной величиной, поэтому в то время как часть молекул вещества диффундирует из объема газа к поверхности адсорбента и внутрь его, остальная их часть увлекается потоком газа-носителя и переносится к новому участку твердой фазы. Это обстоятельство приводит к дополнительному размыванию вещества по слою адсорбента, т. е. к расширению хроматографической зоны и снижению концентрации вещества в максимуме. [c.24]

Рис. 7 дает наглядное представление о том, как распределяется концентрация вещества в хроматографической зоне в зависимости от линейности изотермы сорбции двух хроматографируемых веществ, а также от быстрого или медленного установления равновесия. Как следует из рисунка, во всех случаях, кроме линейной равновесной хроматографии (рис. 7, а), имеет место размывание вещества по слою, расширение хроматографической зоны симметричное в случае линейной и асимметричное для нелинейной хроматографии. [c.19]

Основными причинами расширения хроматографических зон являются турбулентная диффузия, зависящая от качества наполнения колонки, молекулярная диффузия и сопротивление массообмену. С учетом этих факторов было выведено основное уравнение для высоты, эквивалентной теоретической тарелке при хроматографии в системе газ — жидкость [c.489]

Важным фактором количественного газожидкостного хроматографического анализа является твердый носитель. Для уменьшения адсорбции веществ на носителе (которая приводит обычно к расширению хроматографических зон) широко применяют сила-низацию носителя. Силанизация особенно важна в анализах полярных соединений, и, кроме того, она обеспечивает более равномерное распределение неполярной жидкой фазы на носителе. Для уменьшения адсорбции, а также каталитических эффектов силанизации подвергают стеклянные и металлические колонки и коммуникации. Еще один способ борьбы с адсорбцией — применение носителей из тефлона. Кроме этого, для подавления ионизации анализируемых кислот и оснований носитель можно обработать кислотой или основанием. (С этой же целью в колонку вместе с пробой иногда вводят некоторое количество летучей кислоты или основания.) [c.419]

Влияние объема вводимого в колонку образца на расширение хроматографической зоны является темой ряда исследований [5, 10, 13, 14, 21, 24, 29]. Авторы этих работ пришли к выводу, что если профиль концентраций имеет гауссову форму, при введении образца в объем газа АУд стандартное отклонение составляет AVs/4. Следовательно, [c.32]

I. 5.1.1. Динамика расширения хроматографической зоны без явного выделения профиля скорости потока [c.31]

Динамика расширения хроматографической зоны с учетом профиля скорости потока [c.35]

При продвижении хроматографических зон анализируемых соединений под действием потока газа-носителя вдоль слоя сорбента происходит одновременно два противоположных процесса увеличение расстояния между максимумами концентраций хроматографических зон соседних компонентов, определяемое селективностью колонки и улучшающее разделение, и расширение хроматографических зон, определяемое эффективностью колонки и ухудшающее разделение. [c.21]

В идеальных условиях очень узкая хроматографическая зона соединения, введенного в колонку, не меняет своей формы по мере продвижения вдоль колонки когда такая узкая концентрированная зона выходит из колонки, ее можно направить в детектор. В действительности же такие факторы, как продольная диффузия вещества в жидкой и газовой фазах, вызывают расширение зоны анализируемого соединения в ходе хроматографического процесса. По мере продвижения смеси вдоль колонки центры хроматографических зон компонентов, характеризующихся разными величинами Ко, все больше удаляются друг от друга, но в зависимости от эффективности колонки процесс расширения зон может привести к тому, что растянутый задний фронт зоны более быстро движущегося компонента частично перемешается с передним фронтом более медленно движущегося компонента, в результате чего произойдет неполное разделение и будет наблюдаться наложение хроматографических пиков (рис. 1.1). Отсюда следует, что эффективность разделения двух компонентов зависит не только от степени их относительного удерживания (см. ниже), но и от степени происходящего в колонке расширения хроматографических зон. О разделительной эффективности хроматографической колонки судят по происходящему в ней расширению хромато- [c.11]

Как уже было сказано, разделительную эффективность газохроматографической колонки связывают со степенью расширения хроматографической зоны соединения (которая зависит от ширины зоны со), приведенной к интервалу времени, в течение которого зона проходит колонку (ко времени удерживания // ). Число теоретических тарелок п определяется следующим образом [c.12]

РИС. 1.1. Расширение хроматографических зон и его влияние на форму хроматографических пиков и на степень разделения компонентов. [c.12]

Ясно, что продольная диффузия (и следовательно, разбавление разделяемых компонентов газом-носителем) в колонке — основной фактор, приводящий к расширению хроматографических зон компоненты [c.13]

Для оценки эффективности системы удобно пользоваться смесями углеводородов, поскольку они относительно невосприимчивы к адсорбционным взаимодействиям с поверхностью аппаратуры, вызывающим расширение хроматографических зон. Для проведения первого теста в систему обычно вводят метан, который можно использовать и для регулировки скорости газового потока в колонке. Для начала рекомендуется установить линейную скорость потока, равную 15 см-с для азота в качестве газа-носителя или 30 см-с- для гелия. Метан должен давать иглоподобный хроматографический пик если это не так, то нужно выяснить и устранить неисправность системы. Наиболее вероятная причина искажения пика мв [c.86]

В дополнение к этому Кайзер [8] суммировал некоторые приведенные выше результаты и логически обосновал введение понятия реальное качество разделения хроматографической системы. В этой величине учитываются два фактора, которые видны из рис. 6.2. Один из них—-степень расширения хроматографических зон, связанная с ростом коэффициента емкости и характеризуемая тангенсом угла наклона прямой, подобной представленным на рис. 6.2 [c.96]

РАСШИРЕНИЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ЗОНЫ [c.47]

Этот результат означает, что скорость расширения хроматографической зоны конечной длины в трубке, заполненной неподвижным газом другого состава, в два раза превышает скорость диффузии. [c.28]

По сравнению с наполненными колонками капиллярные колонки имеют, помимо чисто конструктивных особенностей, ряд весьма существенных отличий, которые определяются различной физической природой сил, вызывающих расширение хроматографической зоны. При этом в случае капиллярных колонок этот процесс легче поддается контролю. Движение,. газа-носителя в колонках без наполнителя сопровождается значительно меньшими энергетическими потерями, чем движение его в заполненных пористым материалом трубках с той же величиной свободного сечения. Это находит свое отражение в том, что значения показателя эффективности, определяемого выражением (2-88), для заполненных колонок оказываются в 10—100 раз большими, чем для капиллярных. [c.54]

Газовая хроматография — высокоэффективный метод разделения, что обусловливает его широкое применение в науке и промышленности. Разрешающая способность газовой хроматографии определяется, в первую очередь, свойствами используемого сорбента. Сорбент должен обладать высокой селективностью и высокой эффективностью, а также хорошими эксплуатационными свойствами (высокой механической прочностью, отсутствием каталитической активности и необратимой адсорбции по отношению к разделяемым соединениям и т. д.). Мерой селективности, являющейся статической (равновесной) характеристикой сорбента, может служить отношение эффективных коэффициентов распределения двух интересующих экспериментатора трудноразделяемых сорбатов в системе газ-носитель — сорбент, а эффективность сорбента можно количественно характеризовать коэффициентом массопередачи в системе газ — сорбент. Расширение хроматографической зоны, обусловленное медленной массопередачей, особенно при больших скоростях газа-носителя, способствует размыванию хроматографической полосы. [c.5]

Рис. 6. Скорость расширения хроматографической зоны РЫг со временем

Идеальная хроматограмма получается при выполнении следующих условий линейность изотермы адсорбции, мгновенное установление равновесия, пренебрежимо малая величина диффузии. При этом хроматографическая зона имеет колоколооб,-разную форму гауссовой кривой нормального распределения (упрощенно представленную на рис. Д.79. а). Вещества, характеризующиеся большими величинами коэффициентов распределения, имеют меньшую величину Rf, чем вещества с малыми коэффициентами распределения. Симметричное расширение хроматографических зон обычно обусловлено практически всегда происходящей диффузией, а также затратой определенного времени на установление равновесия (рис. Д.79, б. Нелинейная изотерма адсорбции соответствует получению асимметричных хроматографических зон (рис. 79,в). Если изотерма адсорбции имеет вид, как на рис. Д.78, в хроматографической зоне появляется так называемый хвост , образование кото- [c.240]

Каждая отдельная дисперсия вносит свой вклад в суммарную дисперсию, т. е. в расширение хроматографической зоны. Приведенные выражения позволяют понять характер влияния выбора параметров хроматографического процесса на ширину зоны, т. е. содержат в себе очень важную практическую информацию. Наг рпмер, легко видеть, что с увеличением диаметра гранул зона расширяется как за счет неоднородности тока жидкости, так и особенно за счет неравновесности распределения молекул вещества по объемам подвижной и неподвижной фаз. Эта неравновесность будет сказываться тем меньше, чем больше значения коэффициентов диффузии и Оа, т. е. чем легче диффундирует вещество. С другой стороны, облегчение диффузии (увеличение и О ) влечет за собой раси]и-рение зоны за счет продольной диффузии (особенно в подвижной фазе). Скорость элюции и) также влияет двояким образом. С ее увеличением вклад продольной диффузии в расширение зоны умень-шается, зато сильнее сказываются все неравновесности распределения. Наконец, все факторы без исключения увеличивают дисперсию зоны пропорционально длине колонки L. Отсюда следует, что движение хроматографической зоны вдоль колонки в неидеальных условиях связано с непрерывным расширением зоны. Это должно нас насторожить в отношении целесообразности увеличения длины колонки. [c.29]

Массообмен представляет собой стохастический обмен элюируемыми молекулами между фазами хроматографической системы. Стохастический характер массообмена приводит к расширению хроматографической зоны за счет дисперсии во времени пребывания молекул вещества в каждой из фаз. Кроме того, дополнительный вклад в размывание зоны дает неравновесность массообмена, с которой связана также и асимметрия размывания. Оба фактора, ответственных за размывание, — продольная диффузия и массообмен, а также вся динамика поведения вещества в хроматографе могут быть описаны с помощью рассмотренных ранее систем дифференциальных уравнений I.I—I.IV. [c.31]

Вихревая диффузия. В любой колонке с насадкой размывание зон обусловлено, в частности, очень большим числом возможных путей различной длины, по которым движутся вдоль колонки молекулы хроматографируемого вещества в потоках газа-носителя, т. е. многоканаль-ностью путей движения газа-носителя в насадке. Поэтому в зависимости от длины пути некоторые молекулы будут достигать конца колонки раньше, а другие позже по сравнению со средним временем пребывания молекул в колонке. Таким образом, мпогоканальность движения газа-посителя в слое насадки приводит к расширению хроматографической зоны. Эта причина размывания на- [c.32]

Еще одной причиной расширения хроматографических зон в насадочной колонке является диффузия слабо сорбирующегося вещества в непродуваемые газовые полости между частицами сорбента. Жуховицкий и Туркельтауб [9] трактуют такой процесс как поглощение вещества сорбентом при = Поскольку размер полостей определяется диаметром зерен сорбента, то по аналогии с уравнением (1.46) можно записать, что [c.43]

Эффективность хроматографической колонки является мерой размьшания (расширения) хроматографических зон анализируемых соединений в процессе хроматографического разделения. - Прим. перев. [c.19]

В первых двух случаях равновесное состояние выражается биноминальным уравнением, связанным с распределением Пуассона, что близко соответствует кривой Гаусса. Считают, что основ ными причинами расширения хроматографических зон являются турбулентная диффузия, зависящая от качества набивки колонки, Ох молекулярная диффузия и сопротивление массонередаче [296]. С учетом этих факторов было дано уравнение для высоты эквива- хептной теоретической тарелке (ВЭТТ) [56] [c.17]

Наличие такого равномерного распределения скоростей, возникающего вследствие интенсивного образования и разрушения локальных вихревых потоков и мощного конвективного массообмена между центральными и периферийными участками струи, могло бы весьма существенно снизить динамическое расширение хроматографической зоны, описываемое третьим слагаемым в уравнении Голея [см. (2-68)]. Обобщенное выражение для ВЭТТ колонки при любом режиме течения подвижной фазы было выведено Преториу-сом и Сматсом [10, 17]. [c.40]