ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы, протекающие в хроматографической колонке из "Газовая хроматография в практике" Первая теория хроматографического разделения была разработана Мартиногч и Синджем , которые исходили из концепции теоретических тарелок. [c.16] По этой теории хроматографическую колонку можно представить в виде ряда секций, так называемых теоретических тарелок. Теорегическая тарелка соотве7ствует части колонки, в которой происходит элементарный акт распределения между двумя фазами согласно соответствующей изотерме. Размер тарелки определяется ее высотой (см), а высота меняется в зависимости от характера компонента (т. е. зависит от коэффициента распределения). [c.16] Распределение данного компонента по теоретическим тарелкам графически изображено на рис. 6. Для достаточно большого числа тарелок (свыше 100) кривая имеет сходство с кривой распределения Гаусса, т. е. вещество из первой тарелки будет вымыто лишь при бесконечно большом числе промываний. Это означает, что два компонента невозможно полностью разделить. Однако практически даже при малом числе промываний (десять) можно пренебречь количеством вещества, оставшимся на первой тарелке. На практике считают разделение компонентов полным, если самописец вернется на нулевую линию. [c.17] Сенитцер . Никакая хроматографическая колонка на самом деле не удовлетворяет условиям идеальной хроматографии, так как хроматографический процесс не является постепенным установлением равновесия в отдельных тарелках, а протекает во всех тарелках одновременно. [c.18] Это уравнение выражает собой функцию распределения Пуассона. [c.20] Для достаточно большого числа тарелок (п) кривая примет, как показали Клинкенберг и Сенитцер , вид кривой распределения Гаусса. Максимум кривой наступает при и=п. [c.20] Ширина пика в случае распределения согласно функции Пуассона несколько больше, чем для биноминального распределения. Изменение ширины пика, кроме прочего, зависит от количества пробы, введенной в колонку. Дело в том, что в большинстве случаев на колонку подают больший объем пробы, чем может вместить одна теоретическая тарелка. Поэтому часть пробы, не поместившаяся в первой тарелке, проходит на следующие, и следовательно, хроматографический процесс разделения начинается одновременно на нескольких тарелках. Таким образом, на выходе из колонки фиксируется пик, который является результатом сложения взаимно перекрывающихся хроматографически.х кривых, соответствующих отдельным начальным тарелкам. Ширина пика возрастает с увеличением пробы. [c.20] К этому уравнению мы еще вернемся при количественной оценке хроматограмм. [c.20] Гфедставим себе колонку такой, какая она есть в действительности это трубка, заполненная мелкими пористыми зернами носителя, поверхность которого покрыта тонкой пленкой жидкой фазы. [c.21] Между отдельными зернами остаются пустоты различного объема и разной длины. Зти каналы ориентированы по-разному. Поэтому молекулы газа-носителя продвигаются вдоль этих каналов с разной линейной скоростью, Т. е. одни молекулы запаздывают по сравнению с другими. При этом газ-носитель несет пары хроматографируемого вещества, молекулы которого также запаздывают, в результате происходит размывание пика. Явление, вызывающее расширение пика, носит название турбулентной диффузии. Величина диффузии зависит от размеров зерен носителя (йр), от гомогенности наполнения ( ) и скорости газа-носителя (и). Количественные соотношения между отдельными величинами рассматриваются ниже. [c.21] Второй фактор, который влияет на расширение пика,— это молекулярная диффузия в газовой фазе (коэффициент молекулярной диффузии обозначают О ). Молекулы газа-носителя, а также молекулы хроматографируемого вещества, которые обладают большим ЧJ лoм степеней свободы, чем молекулы жидкости, могут двигаться и против течения газа, запаздывать и, следовательно, также вызывать размывание пиков. Диффузия такого рода происходит преимущественно при малых скоростях газа-носителя. [c.21] Г1 —доля сечения колонки, которая занята жидкой фазой —доля сечения колонки, которая занята газовой фазой. [c.22] В—член, учитывающий молекулярную диффузию С—сопротивление колонки прохождению массы (иногда его называют неравновесным эффектом). [c.23] 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] Зависимость высоты теоретической тарелки от скорости потока газа можно изобразить в виде гиперболы . Как видно из рис. 8 турбулентная диффузия не зависит от скорости потока газа-носителя, а сопротивление колонки прохождению массы резко возрастает с увеличением скорости потока. [c.23] Распределение вещества по теоретическим тарелкам графически изображается кривой Гаусса. [c.23] Хотя уравнение (11) содержит множители, котЬрые невозможно определить экспериментальным путем (Я, у, йу), тем не менее оно дает возможность найти оптимальные значения переменных величин, как скорость газа-носителя и размеры зерен носителя. Поэтому уравнение Ван Деемтера завоевало общее признание. [c.24] Вернуться к основной статье