Transcript s 2 컬럼외부 =s 2 주입 +s 2 검출

크로마토그래피법의
기초 원리
Solvent
Extraction
E = extraction efficiency
크로마토그래피에서의 KD
KD=0: 정지상에 지체되지 않음
KD>0: 지체시간 길어지고 이동속도 느림
KD값이 다르면 이동속도의 차이
The process of separation
The retention mechanisms in chromatography
Adsorption 흡착
Size exclusion 크기배제
Partition 분배
Affinity 친화
Ion exchange 이온교환
Classification of Chromatography
Basic definitions
Capacity factor ( k’ ) 용량인자
• Cacity factor
ns ns : total moles of X in stationary phase
k’ = --- n : total moles of X in mobile phase
nm m
• Relative migration rate
tR - to
t’R
nm
1
k’ = --------- = -----R = ------ = ----to
to
ns + nm 1 + k’
• A weaker solvent provides lager k’ values
• Optimum k’ range 1<k’<10
Column selectivity 분리인자 선택인자
• Separation factor (a) : ratio of capacity factor
K :distribution coefficient
partition coefficient
adsorption coefficient
permeation coefficient
• Column selectivity can be improved by
changing mobile phase, stationary phase,
temperature and/or nature of solute (pH etc.).
Column Efficiency 컬럼성능
• Theoretical plate number of the column
(for symmetrical peaks)
• N is constant for different bands in a chromatogram useful measure of column efficiency
• H (HETP, height equivalent of a theoretical plate) :
Efficiency of a given column (under a specific
operating condition) per unit length of column,H=L/N
• H will be reduced for *small particles of column
packing, *low flowrates of mobile phase, *less
viscous mobile phase, *higher separation
temperatures and *small sample molecules.
관성능의 최적화: Resolution
Resolution
Resolution and band concentration
Resolution, efficiency,
selectivity
A. Poor resolution
B. Higher selectivity
C. Higher effiency
Peak symmetry
PS=1
PS<1
PS>1
Symmetry and sharpness of the peak
1)
2)
3)
4)
Wb = 4s =1.7Wh
1.7Wh=2.354s
s2 = s2컬럼외부 + s2컬럼내부
s2컬럼외부 :
주입기 및 검출기의 분자확산과 관련
5) s2컬럼내부 :
비선형 분포 및 컬럼내 확산과 관련
6) 컬럼내 확산의 원인
a.소용돌이 확산
b.좌우세로방향 확산
c.질량이동 확산
컬럼외부의 불용공간과 봉우리 모양
s2컬럼외부=s2주입+s2검출
좁은띠 주입
넓은띠 주입
봉우리모양에 대한 시료 주입효과
컬럼내 용질의 분포평형과 봉우리모양
s2컬럼내부 = s2비선형분포 + s2컬럼내확산
등온분포곡선 (가)선형 (나)오목형 (다)볼록형
컬럼내 확산과 봉우리 모양
1) 단이론
2) 속도이론
머무름시간에 따른 용질의 띠 넓이
Column Efficiency
속도이론과 봉우리 모양
s2 = s2컬럼외부 + s2컬럼내부
s2컬럼내부 = s2비선형분포 + s2컬럼내확산
컬럼내 확산의 원인
a.소용돌이 확산 (eddy diffusion) 다통로효과
b.좌우세로방향 확산 (longitudinal diffusion)
c.질량이동 확산 (mass transfer diffusion)
1. 소용돌이 확산
다통로효과
2. 세로방향 확산
액체이동상인 경우 무시할 정도로 작음
용질분자의 확산계수: 기체이동상에서 104 배
3. 질량이동 확산
신속한 분포평형
느린 분포평형
Van Deemter 공식
H = A + B/u + Cu
A:소용돌이 확산
B:좌우세로방향 확산
C.질량이동 확산
u:이동상의 유속
Column Efficiency
확산현상 관련 변수 및 효율
H = A + B/u + Cu
u : 이동상 길이유속
DM : 용질분자 확산계수(이동상)
DS : 용질분자 확산계수(정지상)
k : 용량인자, 분배율
dp : 충전입자 평균직경
df : 액체정지상의 두께
dc : 컬럼 내경
L : 컬럼 길이
λ : 충전인자
CM : 이동상의 질량이동 확산
CS : 정지상의 질량이동 확산
1. dp↓, dc↓
→ λ↓, A↓, B/u↓
2. 이동상 점도↑, u↑
→ B/u↓ but
CM↑ (적정유속)
3. 정지상 점도↓
→ DS↑
4. df↓ → CS↓
5. dp↓, 이동상 점도↓
→DM↑,CM↓
분석조건의 최적화
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
이동상의 종류, 순도, 유속
시료주입구-용적, 온도, 주입방법, 주입량
액체정지상의 종류, 두께
고체정지상의 크기, 모양
컬럼형태, 재료, 길이, 내경
불용공간
컬럼온도
검출기 종류, 용적, 온도