Хроматографические параметры

Для описания колоночного варианта хроматографического процесса используют метод выходной кривой. При этом регистрируют изменение свойства потока элюата, содержащего компоненты разделяемой смеси. Кривую зависимости свойства потока элюата (концентрации или пропорциональной ей величины) от его объема или времени элюирования называют хроматограммой. Хроматограммы бывают дифференциальные, показывающие мгновенное значение какого-либо свойства потока подвижной фазы в определенный промежуток времени, и интегральные, показывающие суммарное значение какого-либо свойства подвижной фазы за определенный промежуток времени. На практике чаще всего используются первые.

На рис. 5.81 представлена идеализированная дифференциальная хроматограмма смеси двух веществ, которая является графической зависимостью аналитического сигнала (концентрации или пропорциональной ей величины) от времени хроматографирования (можно от объема элюента). Хроматограмма обычно состоит из нулевой линии и пиков, которые соответствуют отдельным компонентам анализируемой смеси.

Дифференциальная хроматограмма

Рис. 5.81. Дифференциальная хроматограмма:

7 — нулевая линия; 2 — пик несорбирующегося вещества; 3 — пик определяемого

вещества

Источник: Жуков А.Ф., Колосова И.Ф., Кузнецов В.В. и др. Аналитическая химия. Физические и физико-химические методы анализа: Учебник для вузов / Под ред. О.М. Петрухина. М.: Химия, 2001. С. 347

Основными параметрами хроматографического пика являются время удерживания, его высота, ширина и площадь. Высота пика (И) — перпендикуляр, опущенный из максимума пика на нулевую линию. Ширина пика (р) — отрезок, отсекаемый на нулевой линии касательными к сторонам пика, р0 5 — расстояние между точками контура пика на середине его высоты. Площадь пика рассчитывается по формуле S = /гр0 5 и является мерой количества вещества.

Время удерживания (tR) — время с момента ввода анализируемой смеси в колонку до момента элюирования максимального количества компонента (время, соответствующее достижению максимума пика). Время удерживания не зависит от количества пробы, зависит от природы разделяемых веществ и неподвижной фазы, температуры, скорости подвижной фазы, параметров колонки. Время tQвремя удерживания несорбирующегося вещества, часто называемое мертвым временем. Оно представляет собой чистое время нахождения вещества в подвижной фазе. Разность между общим временем удерживания и мертвым временем называется исправленным временем удерживания:

Исправленное время удерживания соответствует времени нахождения вещества в неподвижной фазе и является истиной характеристикой удерживающей способности.

Для характеристики удерживания наряду с tR часто используют понятие удерживаемого объема (VR) — объема подвижной фазы, необходимого для элюирования компонента:

где со — скорость подвижной фазы.

Исправленный удерживаемый объем, соответственно, равен

где VQ так называемый мертвый объем, который включает объем колонки, не занятый сорбентом, объем коммуникаций хроматографа от устройства ввода пробы до колонки и от колонки до регистрирующего устройства.

При постоянных условиях хроматографирования время удерживания (tR) и удерживаемый объем (VR) являются качественной характеристикой веществ и используюся для их идентификации.

Основной характеристикой удерживания, наиболее объективно отражающей степень взаимодействия данного вещества с сорбентом, является коэффициент емкости, или фактор удержания к'. Коэффициент емкости, в отличие от времени удержания и удерживаемого объема, зависит только от параметров хроматографической системы (типа сорбента, состава элюента, температуры и т.п.) и не зависит от геометрических размеров колонки и скорости протока элюента. Коэффициент емкости показывает, во сколько раз вещество дольше находится в неподвижной фазе, чем в подвижной. Из экспериментальных данных его вычисляют по формуле

Эмпирически установлено, что оптимальные значения к' лежат в пределах от 1,5 до 4. При слишком малых значениях к' компоненты слишком быстро вымываются из колонки и поэтому плохо разделяются. Слишком большие величины коэффициентов емкости означают большую длительность хроматографического разделения.

На основании рассмотренных характеристик проводят определение состава смеси и оценку эффективности хроматографического разделения.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >