img005

d_f - średnia grubość filmu cieczy na nośniku,

- współczynnik dyfuzji w fazie ciekłej, k' - stosunek podziału.

Równanie Van Deemtera można przedstawić w formie uproszczonej

B

H = A+ — + C u u

, ,    ■ ; ^; v:    x ^f: >.'    .    -    {

Wykresem równania jak widać na rysunku jest hiperbola.,

zwiększenie liczby półek teoretycznych.

Należy więc dążyć do maksymalnego obniżenia wartości wysokości półki teoretycznej H, dobierając tak optymalną prędkość przepływu gazu nośnego, aby znaleźć się w pobliżu minimum hiperboli. Inny sposób zwiększania wydajności kolumny polega na takim doborze wahunków pracy kolumny, aby współczynniki A, B, C równania Van Deemtera, miały jak najmniejszą wartość.

Człon A (na rys.pole I) określa wielkość dyfuzji wirowej związanej z wypełnieniem kolumny. W każdej wypełnionej kolumnie cząsteczki substancji analizowanej poruszają się w strumieniu gazu

nośnego różnymi drogami. W związku z tym, ich czasy przebywania w kolumnie są różne. Prędkość przepływu poszczególnych lokalnych strumieni gazu pomiędzy ziarnami wypełnienia, różni się od prędkości średniej. Podczas przepływu gazu przez    kolumnę    z

ziarnistym wypełnieniem, niektóre cząsteczki przemieszczają się szybciej, natrafiając na otwarte drogi <kanały>, inne natomiast dyfundują do zamkniętych przestrzeni lub omijają je (dyfuzja wirowa). Prowadzi to do rozmywania się pików chromatograficznych. Rozmywanie pików zależy od wymiarów ziaren,    ich    kształtu,

porowatości, upakowania kolumny i średnicy kolumny. Zmniejszenie wartości członu A uzyskuje się przez zastosowanie małych ziaren o regularnej granulacji, upakowanych jednorodnie w    kolumnach    o

niewielkich średnicach. Wartość tego członu nie zależy od własności chromatografowanej substancji, ani też od własności fazy ciekłej.

Człon R/u (na rys.pole II) przedstawia dyfuzję cząsteczkową w fazie gazowej (dyfuzja podłużna). Zależy ona od gęstości i prędkości przepływu gazu nośnego. Można ją zmniejszyć przez zwiększenie gęstości lub prędkości liniowej gazu nośnego.

Człpn Cu (na rys.pole III) charakteryzuje opór przenoszenia masy w fazie ciekłej. Z równania wynika, że im więcej fazy ciekłej naniesiemy na nośnik, tym mniej sprawna jest kolumna. Optymalna ilość fazy stacjonarnej wynosi 5 f 20 1 masy nośnika.

WRPT zależy także od temperatury pomiaru. Równanie przedstawiające wysokość półki teoretycznej H w zależności od temperatury kolumny T ma postać

C*

H = A' + B" T +    -

T

Jest to również równanie hiperboli, a zatem, dla danego układu chromatograficznego, oprócz optymalnego przepływu gazu nośnego, istnieje również optymalna temperatura pracy, przy której uzyskuje się najmniejszą wartość WRPT, a tym samym maksymalną sprawność kolumny chromatograficznej.

15