Теоретическая тарелка - ключевое понятие в теории разделения смесей, используемое для оценки эффективности хроматографических колонок и ректификационных установок. Рассмотрим методы расчета этого параметра.
Содержание
Основные понятия
| Термин | Определение |
| Теоретическая тарелка | Гипотетическая зона, где достигается равновесие фаз |
| Высота тарелки (HETP) | Высота колонки, эквивалентная одной теоретической тарелке |
| Число тарелок (N) | Показатель эффективности колонки |
Формула расчета числа теоретических тарелок
- Измерьте время удерживания (tR)
- Определите ширину пика на полувысоте (Wh)
- Примените формулу: N = 5.54 × (tR/Wh)2
Альтернативные формулы расчета
- По ширине у основания: N = 16 × (tR/Wb)2
- По моменту второго порядка: N = (tR)2/σ2
Расчет высоты, эквивалентной теоретической тарелке (HETP)
| Параметр | Формула |
| HETP | HETP = L/N |
| L | Длина колонки |
| N | Число теоретических тарелок |
Пример расчета
- Длина колонки (L): 150 мм
- Время удерживания (tR): 3.2 мин
- Ширина пика на полувысоте (Wh): 0.15 мин
- N = 5.54 × (3.2/0.15)2 ≈ 2523
- HETP = 150/2523 ≈ 0.059 мм
Факторы, влияющие на эффективность
- Размер частиц сорбента
- Скорость потока подвижной фазы
- Диффузионные коэффициенты
- Температура системы
- Качество упаковки колонки
Важная информация
Расчет теоретических тарелок важен для сравнения эффективности различных хроматографических систем. Оптимальные значения зависят от типа анализа: для аналитических колонок N обычно составляет 5000-15000, для препаративных - 1000-5000.
