Эффективность разделения компонентов смеси
Цель хроматографии - разделение за промежуток времени компонентов смеси на отдельные пики по мере их выхода из колонки. Разделение двух соседних пиков характеризуется коэффициентом разделения R. Коэффициент разделения зависит от двух факторов – остроты пиков и расстояния между максимумами пиков.
Эффективность (селективность) разделения компонентов смеси определяет ширину пика (размывание пика), она зависит от таких параметров колонки, как скорость газа-носителя, размера частиц адсорбента, диаметра колонки.Разделение пиков зависит от селективности колонки, которая определяется свойствами подвижной и неподвижной фаз).Эффективность колонки определяется числом теоретических тарелок N.Влияние скорости газа-носителя на эффективность колонкиЭффективностьхроматографического разделения зависит от линейной скорости газа-носителя. Эта зависимость описывается уравнением Ван-Димтера:
Н = А + B/u + C∙u, где Н - высота эквивалентной теоретической тарелки,u - линейная скорость газа-носителя,А - член, учитывающий влияние продольной молекулярной диффузии,В - член, учитывающий влияние процесса омывания зерен адсорбента,С - коэффициент, учитывающей кинетику массообменамежду газом и неподвижной фазой. Прежде, чем приступить к хроматографическим измерениям, подбирают с помощью уравнения Ван-Димтера оптимальную для данной колонки и компонентов скорость газа-носителя.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ХРАМОТОГРАФИЧЕСКОГО ПИКА.
tM - время удерживания несорбируемого соединения; tR1 и tR2 - абсолютные времена удерживания компонентов 1 и 2. Нулевая (базовая) линия хроматограммы - линия, соответствующая нулевой концентрации анализируемых веществ в элюате.Дрейф нулевой линии - постепенное смещение регистрируемое на хроматограмме. Хроматографический пик - участок хроматотраммы, соответствующий площадихроматограммы в момент выхода определяемого вещества из колонки и базовой линией. Основание пика - продолжение нулевой линии, соединяющее начало и конец хроматографического пика.
Площадь пика, S - площадь хроматограммы, заключенная между пиком и его основанием. Высота пика, h - расстояние от максимума пика до его основания. Ширина пика у основания, Wb - отрезок основания пика, отсекаемый двумя касательными, проведенными в точках перегибов восходящей и нисходящей ветвей хроматографического пика. Ширина пика на полувысоте, Wh- отсекаемый пиком отрезок линии, проведенной параллельно основанию пика на середине его высоты. Геометрический объем колонки, Vc - внутреннее пространство пустой колонки. Свободный объем, Vo - часть объема колонки, не занятая сорбентом. Объем удерживания вещества, VR - объем подвижной фазы, Объем удерживания определяют между точкой ввода пробы и точкой, при которой регистрируется максимум сигнала детектора. Мертвый объем, VM - объем подвижной фазы между точкой ввода пробы и точкой ее обнаружения (кюветой детектора). Абсолютное время удерживания вещества, tR - время пребывания исследуемого вещества в хроматографе. Практически время удерживания определяют от момента ввода пробы вещества в хроматограф до момента регистрации максимума соответствующего хроматографического пика. Мертвое время, tM - время пребывания несорбируемого вещества в хроматографе..Число теоретических тарелок, N - величина, характеризующая качество колонки. Селективностьхроматографической системы - избирательность, способность к специфическим взаимодействиям подвижной и неподвижной фазы с молекулами сорбата. Селективность колонки зависит от многих факторов, варьируя которые можно подобрать оптимальные условия хроматографии интересующей экспериментатора смеси компонентов. Исходя из химической природы разделяемых компонентов, хроматографист должен выбрать подходящий состав растворителя (подвижную фазу) и соответствующий по химической природе сорбент. Определенное влияние на селективность имеют и такие термодинамические факторы, как температура и давление в колонке, изменяющие коэффициенты распределения веществ между подвижной и неподвижной фазами. Коэффициент асимметрии АS - отношение двух отрезков, образуемых на горизонтальной линии, проведенной на высоте 10 % от основания пика, при ее пересечении с вертикалью, опущенной из вершины пика. При этом берется отношение "тыльного" отрезка к "фронтальному" Разрешение пиков, RS - расстояние между максимумами выбранных соседних пиков, деленное на полусумму их ширин у основания Разрешение как параметр, характеризующий разделение пиков, увеличивается по мере возрастания селективности, отражаемой ростом числителя, и роста эффективности, отражаемой снижением значения знаменателя из-за уменьшения ширины пиков. Экстраколоночное расширение пика (ЭКР) - размывание хроматографической зоны, происходящее в инжекторе, соединительных капиллярах, в ячейке детектора. Эффективность колонки - характеристика качества колонки, определяемая числом и высотой теоретической тарелки. |
