Качественный и количественный хроматографический анализы
Влияние скорости газа-носителя на эффективность колонки
Эффективность хроматографического разделения зависит от линейной скорости газа-носителя. Эта зависимость описывается уравнением Ван-Димтера:
Н = А + B/u + C∙u, (7)
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 массообмена между газом и неподвижной фазой.
При малых скоростях потока размывание пиков, затрудняющее разделение, происходит главным образом за счет продольной диффузии, при больших скоростях за счет процессов массообмена. Зависимость Н от u представляет кривую с максимумом величины Н, следовательно, имеется некоторая оптимальная скорость газа, при которой значение Н становится наименьшим, т.е. эффективность колонки наибольшей. При этой скорости влияние как продольной диффузии, так и кинетики массообмена для данной колонки минимально.
Поэтому прежде, чем приступить к хроматографическим измерениям, подбирают с помощью уравнения Ван-Димтера оптимальную для данной колонки и компонентов скорость газа-носителя.
Лекция 10
Проведение качественного и количественного хроматографического анализа связано с обработкой проявительной хроматографии.
Качественный анализ основан на сравнении времен удерживания или удерживаемых объемов известных соединений с соответствующими характеристиками, полученными для анализируемых неизвестных веществ.
Когда рабочие условия поддерживаются постоянными на одной и той же колонке, время удерживания является характеристикой соединения. Чтобы исключить влияние некоторых колебаний условий анализа, можно применять относительное удерживание, которое определяется как отношение исправленного удерживаемого объема компонента к соответствующему показателю стандартного соединения. В качестве стандартов рекомендуют н-бутан, изооктан, бензол, ксилол, нафталин.
На относительное удерживание не влияет длина колонки и количество жидкой фазы на носителе, но оно зависит от температуры и природы неподвижной фазы. Последнее обстоятельство – влияние природы неподвижной фазы на время удерживания –широко используется в качественном анализе.
Установлено, что если определить удерживаемые объемы нескольких органических соединений на двух колонках с жидкой фазой разной полярности, то для каждого гомологического ряда соединений получится прямая линия, угловой коэффициент которой будет характерным для определенной функциональной группы. На практике часто применяют график относительных удерживаемых объемов на двух колонках – полярной и неполярной. Наклон прямой является величиной, характеристической для функциональных групп данного гомологического ряда.
При идентификации органических веществ, содержащих одну и ту же функциональную группу, используют и полулогарифмическую зависимость. Если в хроматограф вводится смесь, содержащая несколько членов одного гомологического ряда, то lg t времени удерживания компонентов пропорционален некоторым свойствам, возрастающим в пределах гомологического ряда. Поэтому идентификация членов гомологического ряда может быть проведена на основании графиков зависимости lg t времени удерживания от числа атомов углерода, числа метильных групп, температуры кипения и т.д.
Преимуществом метода является то, что для установления наклона прямой и таким образом, для идентификации других членов гомологического ряда требуется 2-3 соединения.