Использование модели теоретических тарелок для компьютерного прогнозирования характеристик хроматографического разделения

Примечание. П (степень пропитки) = mнжф/ mносителя·100 %.

Во всех случаях применялись насадочные колонки диаметром 0,3 см длиной 200 см (для смесей типа 1-100 см). Объем пробы - 0,002 см3. Условные обозначения в табл.1 традиционны для хроматографического анализа и поэтому приводятся без расшифровки. Пример реальной хроматограммы - на рис.1а.

Компьютерные эксперименты проводили на ПЭВМ IBM PC 386 и 586 в диалоговом режиме. Программа "СHROMAT" написана на языке Turbo Pascal, имеет стандартный пользовательский интерфейс, основанный на использовании функциональных меню и диалоговых окон. Исходными данными для расчета служат: число компонентов смеси (N = 1-5), длина хроматографической колонки в см (L = 1-5000), число теоретических тарелок колонки (ЧТТ = 1-100000), линейная скорость движения подвижной фазы (ПФ) в колонке (, см/мин), фазовое отношение в колонке (). Для каждого из компонентов пользователь вводит значение коэффициента распределения Кp (до 1000), относительное содержание компонента в смеси (%) и коэффициент чувствительности детектора к данному компоненту (Кчувств). В ходе каждого эксперимента вводилось значение ЧТТ, рассчитанное для соответствующей колонки по реальной хроматограмме при вводе отсутствующего в исследуемых смесях чистого вещества, принадлежащего к тому же гомологическому ряду. Справочные значения Кр использовали в случае н-алканов, для других смесей Кр заранее рассчитывали по временам удерживания.

Алгоритмы расчета по модели [1] предполагают следующие допущения:

а) значения Кр постоянны для каждого компонента и не зависят от концентрации (линейная равновесная хроматография при постоянной температуре);

б) для всех компонентов смеси ЧТТ принимается одинаковым;

в) расчет выполняется без учета взаимного вытеснения компонентов, то есть в однокомпонентном приближении.

Протокол компьютерного эксперимента содержит следующие результаты расчета: общее время хроматографирования смеси tобщ; характеристики пиков (абсолютное время удерживания, полуширину и относительную площадь), а также коэффициенты разрешения Кразр рядом стоящих пиков. Протокол и модельная хроматограмма смеси выводятся на экран, сохраняются на диске и могут быть выведены на печать. В протоколе также указываются все введенные пользователем данные. Пример рассчитанной компьютером хроматограммы - на рис.1б. Состав смеси и условия разделения на рис. 1а и 1б аналогичны.

Рис. 1. Хроматограмма смеси н-алканов: а - реальная; б - модельная (смесь 1)

3. Результаты и их обсуждение

Для всех смесей вид реальных и рассчитанных хроматограмм совпадал. По каждой смеси рассчитывали t/t - относительную погрешность предсказания времен удерживания, которая для любого компонента по абсолютной величине не превышала 20 % и, судя по знакам, имела случайный характер. Одновременно оценивалась погрешность предсказания некоторых других характеристик (табл. 2). Средняя величина t/t по каждой смеси (в %) составляла для первой серии (н-алканы на сквалане) - 3.1, для второй (н-алканы на апиезоне) - 7.9, для третьей (пестициды на SE-30) - 11.6 и для четвертой (алкилбензолы на апиезоне) - 11.3. То есть, наблюдалось достаточно хорошее совпадение по временам удерживания, средняя погрешность предсказания во всех исследованных случаях не превышала 12 % отн.

Таблица 2

Сравнение реальных и расчетных параметров удерживания и разделения для алкилбензолов

N

Компонент

Время удерживания, мин.

Kразр

   

расч.

эксп.

|t/t· 100%

расч.

эксп.

|Kразр/Kразр· 100%

1

Толуол

0.46

0.40

15.00

     

2

Этилбензол

0.57

0.60

5.00

3.12

3.67

15.00

3

м-Ксилол

0.60

0.68

12.00

0.78

0.79

1.00

4

о-Ксилол

0.65

0.75

13.00

1.14

1.02

12.00

       

Сред. - 11.30

   

Сред. - 9.30

Перейти на страницу:
1 2 3

Пластичность мозга
Пластичность мозга ...

Орхидеи Kegeliella kupperi
Орхидеи Kegeliella kupperi Этот эпифитный родственник Stanhopea заслуживает более широкого распространения. Самое необыкновенное в коллекционировании орхидей, по видимому, бесконечное ...

Многофункциональность кожного покрова амфибий
Из учебной литературы известно, что кожа у земноводных голая, богата железами, которые выделяют много слизи. Эта слизь на суше защищает от высыхания, облегчает газообмен, а в воде уменьшает ...