Жидкостная хроматография при высоких давлениях - Энгельгардт Х.
Скачать (прямая ссылка):
Разделение двух полос определяется расстоянием между максимумами пиков (выраженным как разность времен удерживания) и средней арифметической шириной обоих пиков у основания w.
В хроматографии стремятся не к наибольшему, а только к оптимальному разделению, т. е. пики должны отстоять друг от друга только на требуемое расстояние. Если пики имеют форму гауссовых кривых, то для количественного анализа достаточно уже разделение с R = 1,5 (называемое также бст-разделением), так как для гауссовой кривой w = 4 ст. В этом случае пики отделены друг от друга практически до нулевой линии. Большего разделения добиваются, увеличивая длительность анализа. Если R равно 1, расстояние между обоими пиками w точно равно 4 ст (в этом случае говорят о 4ст-разделении). Для количественного анализа такое разделение еще достаточно, так как только примерно 2% площади пиков перекрывается. С помощью уравнения (18) можно связать хроматографические параметры с разделением [13]. В результате получают важнейшее уравнение хроматографии:
(16)
(17)
Г. Разделение
1 а - 1 г— 1 а - 1 к'2
Основы хроматографии
21
в котором объединены факторы, определяющие разделение (относительное удерживание а, массовое отношение распределения к'), с факторами, противодействующими разделению, т. е. с размыванием полосы (число тарелок N). Преобразуя уравнение (19), получаем выражение
с помощью которого можно рассчитать необходимое для разделения число тарелок, если заданы а и желательная степень разделения R. В табл. 11.2 приведены некоторые значения, рассчитанные с по-
Таблица II. 2
Число тарелок, необходимое для требуемого разделении, при заданной величине а
Относительное удерживание а R = 1,0 R = 1,5
1,005 650000 1450 000
1,01 163000 367000
1,02 42 000 94 000
1,05 7100 16000
1,07 3 700 8 400
1,10 1900 4400
1,15 940 2 100
1,25 400 900
1,50 140 320
2,0 65 145
мощью уравнения (20). Для разделения, равного 1,5, требуется всегда более чем вдвое большее число эффективных тарелок, чем для разделения, равного 1. Но из таблицы также видно, что число необходимых для разделения тарелок быстро возрастает с уменьшением а, особенно когда ос становится меньше 1,1, т. е. когда свойства разделяемых веществ становятся очень близкими. Если при заданном а нельзя достичь требуемой степени разделения, то для разделения такой пары веществ следует подыскать более селективную систему. В жидкостной хроматографии при высоких давлениях в таком случае можно сменить неподвижную фазу и (или) элюент.
Рис. II.2 должен пояснить взаимное влияние обоих факторов на разделение двух пиков. Если Относительное удерживание двух веществ велико, то можно получить удовлетворительное разделение, даже если пики очень широкие, т. е. разделяющая способность колонки низкая (А). Селективность колонки здесь является главной причиной разделения.
Если относительное удерживание меньше, то при такой же разделяющей способности не получают желаемого разделения (Б). Одна-
22
Глава II
Рнс. II.2. Влияние относительного удерживания и разделительной способности на разделение двух пиков (см. текст).
ко, улучшив разделительную способность колонки, можно отделить друг от друга компоненты даже с таким маленьким относительным удерживанием (Г). При большом относительном удерживании и хорошей разделительной способности (В) разделение становится намного лучше оптимального (R = 1,5). Поскольку число тарелок пропорционально длине колонки, то колонку можно укоротить с тем, чтобы уменьшить число тарелок и уменьшить длительность анализа. Разделение двух пиков целесообразнее улучшать, увеличивая относительное удерживание, а не число тарелок. Удвоение числа тарелок, достигаемое в результате удвоения длины колонки, улучшает разделение только примерно в 1,4 раза. При этом удваивается время удерживания и вместе с ним продолжительность анализа. Все же на практике часто лучшего разделения проще добиться, увеличивая число тарелок, а не меняя условия разделения. Поэтому в хроматографии (прежде всего при теоретическом рассмотрении) обсуждают вопросы оптимизации разделительной способности одной колонки.
Разделение двух пиков тем лучше, чем больше различие коэффициентов распределения, так как при этом относительное удерживание становится большим. Поскольку необходимое для разделения число
Основы хроматографии
23
тарелок пропорционально длительности анализа, то большим величинам а соответствует также меньшая длительность анализа. Разделительную систему всегда следует выбирать таким образом, чтобы относительное удерживание было как можно большим, т. е. чтобы разделительная система была очень селективной.
Д. Зависимость размывания полосы от скорости потока
В газовой или жидкостной хроматографии экспериментальная зависимость размывания полосы от скорости потока имеет вид кривой, приведенной на рис. И.З. Лучше всего ее можно описать с помощью уравнения ван Деемтера [14]:
В
h = А -1-----------------------(- Сти + CjU. (21)
Подробно это уравнение разбирается в монографиях по газовой хроматографии, см., например, [9, 10].
