Параметры удерживания вещества и эффективности хроматографического разделения

Вопрос 4. Параметры удерживания вещества и эффективности хроматографического разделения. 1. Параметры удерживания Параметры удерживания характеризуют качественный состав смеси и описывают время или объем газа-носителя (растворителя), необходимые для выхода компонента из колонки. Основные параметры: — Время удерживания \( t_R \): время от момента ввода пробы до появления максимума пика вещества на хроматограмме. — «Мертвое» время \( t_0 \): время выхода несорбирующегося компонента (показывает скорость движения подвижной фазы). — Исправленное время удерживания \( t'_R \): разность между общим временем и мертвым временем: \[ t'_R = t_R - t_0 \] — Удерживаемый объем \( V_R \): объем подвижной фазы, прошедший через колонку за время \( t_R \). Вычисляется как: \[ V_R = t_R \cdot F \] где \( F \) — объемная скорость потока. — Коэффициент емкости (фактор удерживания) \( k \): отношение массы вещества в неподвижной фазе к его массе в подвижной фазе: \[ k = \frac{t_R - t_0}{t_0} = \frac{t'_R}{t_0} \] 2. Параметры эффективности Эффективность характеризует способность хроматографической колонки препятствовать размыванию пиков. Чем выше эффективность, тем уже пики и тем лучше можно разделить близкие по свойствам вещества. Основные показатели: — Число теоретических тарелок \( N \): количественная мера эффективности. Рассчитывается по ширине пика: \[ N = 16 \cdot \left( \frac{t_R}{w} \right)^2 \] где \( w \) — ширина основания пика. Или через полуширину \( w_{1/2} \): \[ N = 5,54 \cdot \left( \frac{t_R}{w_{1/2}} \right)^2 \] — Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ) \( H \): чем меньше эта величина, тем выше эффективность колонки: \[ H = \frac{L}{N} \] где \( L \) — длина колонки. 3. Параметры разделения (селективность) — Коэффициент разделения (селективность) \( \alpha \): отношение исправленных времен удерживания двух соседних компонентов: \[ \alpha = \frac{t'_{R2}}{t'_{R1}} \] — Критерий разделения (разрешение) \( R_s \): учитывает и расстояние между пиками, и их ширину: \[ R_s = \frac{2 \cdot (t_{R2} - t_{R1})}{w_1 + w_2} \] Если \( R_s \ge 1,5 \), разделение считается полным (до базовой линии). Вывод: Параметры удерживания помогают идентифицировать вещество, а параметры эффективности и разделения показывают качество работы хроматографической системы. В отечественной науке и промышленности, следуя традициям сильной советской химической школы, данные показатели являются эталонными для контроля чистоты продукции.