Студопедия — ОСНОВЫ ТЕОРИИ. Этот процесс можно описать константой равновесия
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ОСНОВЫ ТЕОРИИ. Этот процесс можно описать константой равновесия






В любой из рассмотренных хроматографических систем происходит обратимый переход молекул вещества А из ПФ в НФ:

АпфАнф

Этот процесс можно описать константой равновесия:

К = [Aнф ]/[Aпф ] = mнф Vпф /mпф Vнф = kVпф /Vнф (1)

где mпф и mнф - количество вещества в подвижной и неподвижной фазах; Vпф и Vнф -объемы подвижной и неподвижной фазы; k - коэффициент емкости.

Между значением k и временем выхода (удерживанием) соответствующей зоны из колонки существует зависимость:

k = (tR - t0)/t0 (2)

 

где tR - время удерживания компонента А; t0 - время выхода вещества, не взаимодействующего с НФ (мертвое время).

Время удерживания зависит от скорости потока элюента, поэтому в колоночной хроматографии пользуются также такой характеристикой, как объем удерживания VR:

 

VR = tRv (3)

 

где v - объемная скорость элюента.

Из уравнений 2 и 3 можно получить выражение для коэффициента емкости через удерживаемые объемы:

k = (VR – V0)/V0 (4)

 

Так как V0 = Vпф - объем ПФ в колонке (мертвый объем), то из уравнений 1 и 4 можно получить уравнение, описывающее удерживание в любом

хроматографическом процессе:

 

VR = Vпф + KVнф (5)

 

Хроматографический процесс характеризуется зависимостью концентрации вещества в элюенте от времени хроматографирования или объема элюента, как это показано на рис. 1.

Рисунок 1 − Параметры хроматограммы

 

Различие во временах удерживания компонентов характеризует селектив­ность системы α;:

 

α = (tR2 - t0) /(tR1 - t0) = k2/k1 =K2/K1 (6)

 

Таким образом, селективность определяется отношением коэффициентов равновесного распределения или коэффициентов емкости двух компонен­тов.

В процессе движения по колонке зона вещества вследствие диффузии размывается, что сказывается на ширине пиков. Ширина пиков определя­ется эффективностью хроматографической системы. В качестве меры размывания хроматографической полосы используют параметр, имеющий размерность длины и называемый "высота, эквивалентная теоретической тарелке " (ВЭТТ), h:

 

h = (L/16)*(W/tR)2, (7)

 

где L - длина колонки; W - ширина пика.

В хроматографии, как и в дистилляции, используют параметр N - число теоретических тарелок:

 

N = L/h = 16(tR/W)2, (8)

 

а также число эффективных тарелок Nэфф:

 

Nэфф = 16[(tR - t0)/W]2 = [k/(1+k)]2 * N. (9)

 

Чем меньше ВЭТТ, тем уже пик, тем эффективнее система и большее количество компонентов можно разделить на колонке. Степень разделения двух хроматографических полос количественно можно описать при помощи параметра разрешения Rs:

 

Rs = 2(tR1 – tR2)/(W1 + W2) (10)

 

Если Rs = 1, то перекрывание полос составит только 2 %. Разделение, как правило, неудовлетворительное, если Rs <0.8. Выразив величины, входящие в уравнение 10, через другие хроматографические параметры, можно получить важнейшее уравнение хроматографии:

 

Rs = 0.25[(α - 1)/ α ][k /(1 + k)](N2)1/2 (11)

 

или

Rs = 0.25[(α -1)/ α ] (Nэфф2) (12)

 

Здесь индекс 2 относится ко второму компоненту.

На основании этого уравнения при плохом разделении компонентов всегда можно определить лимитирующий параметр, нуждающийся в улучше­нии.

На рис. 2 приведена хроматограмма, анализ которой по уравнению 11 показывает, что причиной неполного разрешения является низкая эффек­тивность хроматографической системы.

Рис. 2. Хроматографическое разделение с высокой селективностью и низкой эффективностью (а), с высокой эффективностью и низкой селек­тивностью (б).

 

Значительным резервом улучшения разделения в этом случае является увеличение числа теоретических тарелок N. Этого можно достигнуть либо увеличением длины колонки, либо повышением ее эффективности, т. е. уменьшением ВЭТТ h. Проблема эффективности - одна из основных в хроматографии.







Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 395. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Машины и механизмы для нарезки овощей В зависимости от назначения овощерезательные машины подразделяются на две группы: машины для нарезки сырых и вареных овощей...

Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Метод архитекторов Этот метод является наиболее часто используемым и может применяться в трех модификациях: способ с двумя точками схода, способ с одной точкой схода, способ вертикальной плоскости и опущенного плана...

Примеры задач для самостоятельного решения. 1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P   1.Спрос и предложение на обеды в студенческой столовой описываются уравнениями: QD = 2400 – 100P; QS = 1000 + 250P...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия