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色譜柱的一些常見問題解答以及你不知道的那些秘密
點擊次數(shù):1379 更新時間:2022-06-18
   色譜柱由柱管、壓帽、卡套(密封環(huán))、篩板(濾片)、接頭、螺絲等組成。今天主要分享一下對色譜柱中隱藏的秘密一些看法,包括柱壓與柱效的關(guān)系、色譜柱如何比較柱效、線速度相同,分析時間與柱長成正比、在線速度相同的情況下,管徑越大需要的流速越大,消耗溶劑越多等方面。
  1: 線速度S=0.1cm/s時,柱效最高,特別是對于粒徑較大的色譜柱。
  根據(jù)方程式?。篐=A+B/u+C uH為塔板高度(cernterm),A、B及C為三個常數(shù),其單位分別為cm、cm /s及s。u為載氣的線速度(cm/s)。u≈L/t , L為柱長(cm), t 為死時間(s)。VanDeernter方程式說明:在u一定時,A、B及C三個常數(shù)越小,峰越銳,柱效越高。反之,則峰擴(kuò)張,柱效低。用VanDeemter方程式可以解釋塔板高度—流速曲線。在低流速時(0~u 之間) u越小,B/u項越大,C u項越小。此時,Cu項可以忽略,B/u項起主導(dǎo)作用,u增加則H降低,柱效增高。在高流速時(u>u ),u越大,C u越大,B/u越小。這時C u項起主導(dǎo)作用,u增加,H增加,柱效降低。
  u在0.1 cm/s左右時,H有最小值,即最大的柱效。
  2:最佳線速度下的最小理論踏板高度及最高柱效
  式中:H——理論踏板高度。——填料粒徑。
  式中:N——柱效。L——柱長。
  推導(dǎo)出公式:式中N——理論塔板數(shù)。L——柱長um。——填料粒徑um
  例如:150mm*3.9mm  4um 色譜柱的最佳柱效=150000/2.48*4=15120(理論塔板數(shù))
  1米長粒徑為3um色譜柱, 1米柱長的柱效=1000000/2.48*3=134408.6(理論踏板數(shù))
  高效液相色譜柱理論塔板數(shù)歸納:
  3:最佳線速度下的最佳流速
  對于不同粒徑的色譜柱,特別是大粒徑色譜柱(粒徑大于3um)線速度u=0.1cm/s時,對應(yīng)的流動相的流速F為最佳流速。
  根據(jù)公式式中:
  線速度u:cm/s,流速F:ml/min,色譜柱柱徑D:mm。色譜柱柱徑D=4.6 mm的柱子,當(dāng)線速度u=0.1 cm/s時,最佳流速F=1ml/min色譜柱柱徑D=4.0mm的柱子。當(dāng)線速度u=0.1cm/s時。最佳流速F≈0.8ml/ming
  4:在線速度相同的情況下,管徑越大需要的流速越大,消耗溶劑越多。
  使用小管徑色譜柱可以節(jié)約溶劑。
  由公式得消耗溶劑只差
  例如:當(dāng)線速度u=0.1cm/s時,使用管徑D=2.1mm.的色譜柱比使用D=4.6mm的色譜柱,節(jié)約溶劑79%。
  所以,方法優(yōu)化時使用小管徑色譜柱既有利于節(jié)約溶劑和減小載樣量。
  5:線速度相同,分析時間與柱長成正比
  式中:u——線速度,L——柱長,t——分析時間,
  A:線速度U相同【流速F相同,管徑D相同】,柱效N不同【柱長L不同,粒徑d不同】,洗脫液,柱溫,進(jìn)樣量相同結(jié)論:分析時間t不同,分離度R不同,分析時間t與柱長L成正比。
  B:線速度U相同【流速F不同,管徑D不同】,柱效N相同【柱長L相同,粒徑d相同】,洗脫液,柱溫相同。結(jié)論:分析時間t相同,分離度R相同,進(jìn)樣量與柱容量成正比。
  C:柱容量公式式中:r——柱半徑cm,L——柱長cm,60%——柱空穴率。
  6:色譜柱如何比較柱效
  式中:N——柱效,L——色譜柱長,——粒徑對于同種填料不同管徑的色譜柱,柱效N與柱長L成正比,與粒徑成反比,柱長L與粒徑之比相同的色譜柱柱效N相同,在方法優(yōu)化的時候小粒徑短柱和比值相同的大粒徑長柱有著同樣的柱效。
  7:色譜柱柱前壓
  如果填料顆粒大小減半,則理論塔板數(shù)加倍(假設(shè)柱長不變)。如果填料顆粒大小減半,則柱壓增加為原來的四倍。 如果柱長加倍,則理論塔板數(shù)加倍。如果柱長加倍,則分析時間加倍。隨著柱長增加,柱壓也線性地增加。減小粒徑和柱徑,減小擴(kuò)散增加柱效,同時減小流速和柱長,降低柱壓,以便于適應(yīng)色譜系統(tǒng),由于色譜柱管徑的縮小,粒徑的減小也會對系統(tǒng)帶來不利的影響,在分析允許的條件下,升高柱溫,降低流動相的粘度,以緩解系統(tǒng)壓力,提高流動相的流量,縮短分析時間。
  8:柱壓與柱效的關(guān)系
  由公式一:柱壓公式
  公式 二:最高柱效公式
  公式三:最佳線速度公式
  可以導(dǎo)出柱壓與柱效的公式式中::柱壓。:單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。η:流動相粘度。u:最佳線速度。N:色譜柱柱效。:色譜柱填料粒徑。由上述公式可以看出:在最佳線速度下,色譜柱的壓力與流動相的粘度成正比,與柱效成正比,與色譜柱的粒徑成反比。
 
 
 

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