химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

полосы, для которой определяется значение с (см. рис. 18), a t—время, прошедшее от начала впуска пробы у входа в колонку до появления концентрации с на расстоянии х±Ах. Простую связь между Ax, Ds nt можно найти из уравнения кривой Гаусса (89) на высоте этой

(Ах)2

кривой с/смакс>=е-1=0,368. На этой высоте ^-7-= 1, откуда

Ах — 2 У D3t

(90)

Выразим эту полуширину полосы (на высоте е_1=0,368) в единицах объема газа. Для этого Аде надо умножить иа свободное поперечное сечеиие колонки

ДV = Sgbx = 2Sg ifDJ (91)

Время появления концентрации с у выхода из колонки длиной I при средней линейной скорости газа, равной и, составляет:

/ = — (92)

и

Таким образом

ДV = 2Sg (93)

Отсюда видно, что полуширина хроматографической полосы зависит от скорости газа.

Обратим теперь внимание на то, что теория эффективной диффузии и массообмена приводит к тому же виду уравнения хроматографической полосы (89), что и теория тарелок [см: уравнение (67)], т. е. к уравнению Гаусса. Это позволяет легко связать друг с другом эти теории и выразить основную величину, применяемую в теории тарелок,—высоту эквивалентной теоретической тарелки И через эффективный коэффициент диффузии Da, а следовательно, через скорость и газа. Действительно, из уравнения (67) теории тарелок следует, что на высоте хроматографической кривой с=/(р), равной е_1=0,368

Р — л = '/ 2л (94)

или

AV = иэ / 2л (94а)

где ив—эффективный объем тарелки.

Приравнивая выражения для полуширины полосы (выраженной в одинаковых единицах объема) из теории тарелок [уравнение (94а)] и из теории эффективной диффузии [уравнение (93)], получаем:

Следовательно

Но Sgl=V, а по определению (59) в теории тарелок при $=п величина —=л,

поэтому при умножении и делении правой части уравнения (95а) иа величину / и умножении обеих частей уравнения на я получаем:

2D3 п 2D3 и I иН

? г-% — * * ^ ^- *' "i-> viiutiuwjvn i nun *\/U|j4f in i\. \~ uv kl iUp\. TFI L\ TI i V-/ a ^- ГиДСд

„ 2D9

Я=—^ (97)

Подставив в это уравнение значение D3 из уравнения (87), получим уравнение еан Димтера:

Я = 2kd -4- + 2Ьи - (98>

и

связывающее величину Я с линейной скоростью газа и в колонке. Обозначая константы

2Xd = А (99>

2yD = В (100>

и

25 — С (101>

и

Рис. 19. Графики уравнения ван Димтера!

получаем это уравнение в форме, обычно применяемой для анализа работы газо-хроматографических колонок:

В

Н = А + — + Си (102>

В двух предельных случаях уравнение ван Димтера (102) приближается к линейному виду; а именно при очень больших скоростях и газа:

Я ж А + Си (103)

и при очень малых значениях и:

В

Я~Л+— (104;

и

На рис. 19 показаны соответствующие уравнению ван Димтера графики, выражающие зависимости И=}(и) и H=f(l/u); это кривые с минимумом величины Я. Таким образом, имеется некоторая оптимальная скорость газа, при которой значение Я становится наименьшим, т. е. эффективность колонки наибольшей. Наиболее выгодно выбрать такой режим работы колонки (такую скорость газа), при котором высота эквивалентной теоретической тарелки Я близка к минимальной и лишь слабо увеличивается с изменением скорости газа .

Размывание хроматографических полос обусловлено также диффузией из движущегося газа в поры адсорбента или носителя, т. е. внутренней диффузией. Этот вид размывания полос можно уменьшить, применяя зерна с резко увеличенным размером пор. Большие преимущества дает применение не сплошь лористых зерен, а пористых лишь с поверхности (на небольшую регулируемую

t, мин — в

Рис. 20. Хроматограммы смеси углеводородов на колонке, заполненной стеклом с поверхностно-пористыми зернами (а и б) и насквозь пористыми зернами (в).

Скорость газа-носителя (водорода) в колонках а и с равна 7 см/сек, а в

колонке б (экслресс-аиализ) 20 см/сек.

глубину). На рис. 20 показаны примеры разделения одной и той же смеси иа ?одинаковых колонках, заполненных насквозь пористыми и лишь поверхностно-пористыми стеклянными зернами. Из рисунка видно, что быстрейшее и более четкое разделение получается при применении поверхностно-пористых стекол.

В капиллярных колонках без насадки «вихревая» диффузия отсутствует, так как в капилляре нет препятствий для движения потока газа-носителя только вдоль капилляра, поэтому в формуле (87) коэффициент Я=0, а коэффициент

7=1. Однако в капилляре скорость газа изменяется от осн капилляра к поверхности его стенок. Для упрощенного учета этого фактора можно принять, что во внутренней части капилляра газ протекает с некоторой определенной скоростью, а часть газа, примыкающая к стенкам капилляра, остается неподвижной. При этом возникает диффузия между движущейся газовой фазой и неподвижным слоем газа у стенки (так называемая динамическая диффузия). Это приводит к тому, что молекулы в движущемся газе опережают молекулы, задерживающиеся в неподвижной пленке газа у стенок, что вызывает дополнительное размывание хроматографической полосы. Это размывание уменьшается с увеличением коэфф

страница 214
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
континент азия мягкая кровля
большая наклейка на ткань маки купить
http://www.prokatmedia.ru/plazma.html
концертный зал миллениум ярославль афиша

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.07.2017)