Методы выделения и определения (экстракция и хроматография). Танганов Б.Б - 34 стр.

UptoLike

Рубрика: 

67
но сопоставить их хроматографические параметры. Для этого
используют коэффициент селективности и разделения.
1
2
01
02
К
К
=
=
ττ
τ
τ
α
где: τ
1
и τ
2
соответственно время удерживания компонентов 1
и 2; τ
0
время выхода несорбируемого компонента; К
1
и К
2
коэффициенты распределения компонентов 1 и 2 соответствен-
но.
Коэффициент разделения характеризует селективность ПФ
по отношению к двум данным компонентам и относительное
расположение разделяемых пиков на хроматограмме. Коэффи-
циент разделения α и степень разделения R
s
связаны соотноше-
нием:
4
1
2/1
n
R
s
=
α
α
где: n – так называемое число теоретических тарелок.
Если α = 1, то R
s
= 0, т.е. два хроматографируемых вещест-
ва не разделяются. Чем больше, α тем лучше разделение пиков,
тем НФ более селективна по отношению к двум разделяемым
веществам.
Число теоретических тарелок n. При хроматографиче-
ском разделении компонентов смеси осуществляется перенос
вещества через границу раздела двух фазПФ и НФ. Чем боль-
ше таких переходов, тем более полно разделяются компоненты
смеси. Участок зоны внутри колонки, на котором устанавлива-
ется равновесное распределение данного вещества между ПФ и
НФ, называют теоретической тарелкой.
Число теоретических тарелок n, характеризует число актов
сорбции и десорбции вещества и рассчитывается по формуле:
2
2/1
545.5
=
a
n
τ
где: τ - время удерживания данного компонента смеси; а
1/2
по-
луширина пика.
Высота эквивалентная теоретической тарелкеВЭТТ
рассчитывается по формуле:
68
ν
ν
C
B
A
n
L
НВЭТТ ++===
где: L – длина хроматографической колонки; n – число теорети-
ческих тарелок; А, В, Скоэффициенты, учитывающие соответ-
ственно вклад вихревой диффузии, молекулярной диффузии и
сопротивления массопереносу в размываемые зоны хроматогра-
фируемого компонента; νлинейная скорость потока движения
газа-носителя.
IV.1.3.Кинетическая теория хроматографии
Предложена датскими химиками Ван-Деемтером и Клин-
кенбергом. Согласно этой теории, размывание хроматографиче-
ских пиков обусловлено, тремя независимыми процессами,
вклад каждого из которых может быть оценен с помощью урав-
нения Ван-Деемтера.
Н = А + В/ν + Cν
где: А, В/ν, Cν - члены, учитывающие неравномерность движе-
ния потока подвижной фазы (вихревая диффузия), молекуляр-
ную диффузию и отклонение от сорбционного равновесия (со-
противление массопереносу) соответственно; νлинейная ско-
рость потока.
Вихревая диффузия Азависит от структуры сорбента и
изменяется от структуры колонки. Полости между частицами
наполнителя, через которые протекает подвижная фаза, имеет
форму капилляров, в которых у стенок и в центре скорость по-
тока различна. Размеры частиц неодинаковы, поэтому различна
длина капилляров и соответственно скорость перемещения ПФ
по этим капиллярам. Вихревая диффузияследствие изменения
линейной скорости потока ПФ по сравнению с ее средним зна-
чением. Размывание заны описывается уравнением:
А = 2λd
p
где: λкоэффициент гомогенности упаковки колонки; d
p
диа-
метр частиц сорбента.
Молекулярная (продольная) диффузия В/ν. Размывание
полос за счет молекулярной диффузии обусловлено миграцией
молекул главным образом в подвижной фазе из участков полосы
но сопоставить их хроматографические параметры. Для этого                                            L      B
используют коэффициент селективности и разделения.                                    ВЭТТ = Н =       = A + + Cν
                                                                                                     n      ν
                                                                   где: L – длина хроматографической колонки; n – число теорети-
                            τ −τ      К                            ческих тарелок; А, В, С – коэффициенты, учитывающие соответ-
                          α= 2 0 = 2
                            τ 1 − τ 0 К1                           ственно вклад вихревой диффузии, молекулярной диффузии и
где: τ1 и τ2 – соответственно время удерживания компонентов 1      сопротивления массопереносу в размываемые зоны хроматогра-
и 2; τ0 – время выхода несорбируемого компонента; К1 и К2 –        фируемого компонента; ν – линейная скорость потока движения
коэффициенты распределения компонентов 1 и 2 соответствен-         газа-носителя.
но.
      Коэффициент разделения характеризует селективность ПФ                    IV.1.3.Кинетическая теория хроматографии
по отношению к двум данным компонентам и относительное
расположение разделяемых пиков на хроматограмме. Коэффи-                  Предложена датскими химиками Ван-Деемтером и Клин-
циент разделения α и степень разделения Rs связаны соотноше-       кенбергом. Согласно этой теории, размывание хроматографиче-
нием:                                                              ских пиков обусловлено, тремя независимыми процессами,
                                                                   вклад каждого из которых может быть оценен с помощью урав-
                                 α − 1 n1/ 2
                          Rs =        ⋅                            нения Ван-Деемтера.
                                  α     4                                                    Н = А + В/ν + Cν
где: n – так называемое число теоретических тарелок.               где: А, В/ν, Cν - члены, учитывающие неравномерность движе-
      Если α = 1, то Rs = 0, т.е. два хроматографируемых вещест-   ния потока подвижной фазы (вихревая диффузия), молекуляр-
ва не разделяются. Чем больше, α тем лучше разделение пиков,       ную диффузию и отклонение от сорбционного равновесия (со-
тем НФ более селективна по отношению к двум разделяемым            противление массопереносу) соответственно; ν – линейная ско-
веществам.                                                         рость потока.
      Число теоретических тарелок n. При хроматографиче-                 Вихревая диффузия А – зависит от структуры сорбента и
ском разделении компонентов смеси осуществляется перенос           изменяется от структуры колонки. Полости между частицами
вещества через границу раздела двух фаз – ПФ и НФ. Чем боль-       наполнителя, через которые протекает подвижная фаза, имеет
ше таких переходов, тем более полно разделяются компоненты         форму капилляров, в которых у стенок и в центре скорость по-
смеси. Участок зоны внутри колонки, на котором устанавлива-        тока различна. Размеры частиц неодинаковы, поэтому различна
ется равновесное распределение данного вещества между ПФ и         длина капилляров и соответственно скорость перемещения ПФ
НФ, называют теоретической тарелкой.                               по этим капиллярам. Вихревая диффузия – следствие изменения
      Число теоретических тарелок n, характеризует число актов     линейной скорости потока ПФ по сравнению с ее средним зна-
сорбции и десорбции вещества и рассчитывается по формуле:          чением. Размывание заны описывается уравнением:
                                                    2
                                     τ                                                         А = 2λdp
                          n = 5.545                            где: λ – коэффициент гомогенности упаковки колонки; dp – диа-
                                     a1 / 2                      метр частиц сорбента.
где: τ - время удерживания данного компонента смеси; а1/2 – по-          Молекулярная (продольная) диффузия В/ν. Размывание
луширина пика.                                                     полос за счет молекулярной диффузии обусловлено миграцией
      Высота эквивалентная теоретической тарелке – ВЭТТ            молекул главным образом в подвижной фазе из участков полосы
– рассчитывается по формуле:

                               67                                                               68