Газовая хроматография Идеальная равновесная хроматография Преимущества ГХ

Газовая хроматография Идеальная равновесная хроматография

Преимущества ГХ Высокая скорость анализов Широкий выбор неподвижной фазы Широкий выбор детекторов Простота в обращении

Через хроматографическую колонку газ протекает с конечной скоростью, следовательно, в ней не успевает установиться термодинамическое равновесие. Поэтому надо принимать во внимание процессы диффузии вдоль потока газа, вокруг зерен адсорбента (или носителя), внутрь пор и кинетику масcообмена. Учет этих факторов весьма затруднителен. Однако при благоприятных условиях реальные процессы в хроматографической колонке приближаются к равновесным. Поэтому в простейшем случае можно допустить, что на каждом участке хроматографической колонки успевает установиться равновесие. На этом допущении основывается теория равновесной газовой хроматографии.

Для исследования работы хроматографической колонки составим уравнение материального баланса для некоторого ее слоя. Рассмотрим слой толщиной dx Концентрация С данного компонента в газовой фазе является сложной функцией t и x. С dx C d. C x x+dx Если объемная скорость газа, проходящего через слой мл/мин, то за время dt в слой будет внесено

c dt моль компонента, а вынесено (c+dc) dt моль. Накопление компонента ( + или -) в слое: Это количество вещества в слое dx распределится между газовой подвижной и неподвижной фазами.

Пусть V- объем газовой фазы, Va- объем сорбированного слоя в расчете на единицу длины слоя, то количество данного компонента составит: Са- концентрация компонента в неподвижном слое. Изменение количества данного компонента в неподвижном слое dx на расстоянии x от входа в колонку за время dt составляет:

По условию материального баланса данного компонента в слое толщиной dx скорость его накопления в этом слое из потока газа (то есть разность скоростей поступления в слой и ухода из него с потоком газа) и скорость распределения между газом и неподвижной фазой должны быть равны. Поэтому или

Так как детектор измеряет концентрацию данного компонента в газе, то от скорости изменения его концентрации в неподвижной фазе необходимо перейти к скорости его изменения в газовой фазе

Производная представляет зависимость концентрации данного компонента в неподвижной фазе от концентрации в газовой фазе. изотерма адсорбции и не зависит ни от t, ни от x. Поэтому Подставим это выражение в уравнение материального баланса

С=f(x, t) , тогда полный ее дифференциал Разделим это выражение на dt при постоянной концентрации (когда d. C=0), получаем в этом выражении

представляет линейную скорость передвижения концентрации интересующего нас компонента в колонке

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ТЕОРИИ РАВНОВЕСНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Это уравнение связывает UC - линейную скорость перемещения вдоль колонки данной концентрации С компонента в газовой фазе с объемной скоростью потока газа и с величинами V и Va и изотермой распределения (Г).