Хроматографические параметры

Время от момента ввода анализируемой пробы до момента регистрации максимума хроматографического пика (рис.5) называют временем удерживания (t_R). Время удерживания складывается из двух составляющих — времени пребывания веществ в подвижной фазе (t_m) и времени пребывания в неподвижной фазе (t_S)

t_R = t_m + t_s. (1)

Значение t_m фактически равно времени прохождения через хроматограф несорбируемого компонента. Значение t_R не зависит от количества пробы, вводимой в колонку, но зависит от природы вещества и сорбента (если изотерма сорбции вещества линейна), а также от упаковки сорбента и может меняться от колонки к колонке. Поэтому для характеристики истинной удерживающей способности колонки следует ввести исправленное время удерживания (t'_R)

t'_R= t_R-t_m. (2)

Часто для характеристики удерживания используют удерживаемый объем (V_R) — объем подвижной фазы, который нужно пропустить через колонку с определенной скоростью, чтобы элюировать вещество:

V_R = F t_R (3)

где F — объемная скорость потока подвижной фазы (см³/с или мл/мин).

Исправленный объем удерживания равен:

V'_R =V_R - V_m (4)

По полученной хроматограмме смеси (рис. 5) можно рассчитать экспериментальные значения хроматографических параметров, определив значения t_R, t_m или V_R, V_m и ширину хроматографического пика у основания (w). Например, значение коэффициента емкости (k') рассчитывают по формуле:

(5)

Кроме того можно оценить эффективность хроматографической колонки. Под эффективностью колонки понимают степень размывания хроматографического пика. Количественно эффективность колонки может быть выражена числом теоретических тарелок N или высотой, эквивалентной теоретической тарелке Н. Эти два параметра связаны соотношением:

H = L / N, (6)

где L — длина колонки.

Из экспериментальных данных рассчитывают N по формуле (7):

где t_R2, t_Rl — время удерживания компонентов 2 и 1 соответственно; w₂ и w₁ — ширина их пиков. Разрешение является мерой полноты разделения двух веществ. Разделение считается полным, если R_s равно или больше 1,5.

Для разделения двух веществ необходимо подобрать условия разделения так, чтобы D₁ ≠ D₂ т. е. α > 1.

Разрешение зависит также от коэффициентов емкости разделяемых компонентов, так как с ростом k' размывание хроматографического пика увеличивается.

Суммарное влияние основных параметров хроматографической колонки (эффективности, селективности и коэффициентов емкости) на разрешение хроматографических пиков описывается уравнением:

(10)

Из полученных соотношений можно рассчитать число теоретических тарелок, необходимых для обеспечения требуемого разрешения:

(11)

На основе взаимосвязи между величинами R_S, α, k', N (H) можно оптимизировать процесс хроматического разделения, варьируя эти величины независимо друг от друга. Для изменения α, k' можно изменить температуру (в газовой хроматографии) или природу подвижной фазы (в жидкостной), можно изменить так же природу неподвижной фазы. Увеличить число теоретических тарелок можно путем увеличения длины колонки или уменьшения ВЭТТ – Н.

Поиск по сайту: