[기기분석]Gas chromatography 에서 컬럼의 효율증대를 위한 방법

Column broadening and column efficiency
최적의 분리를 위해서는 날카롭고, 좌우 대칭의 크로마토그래프 피크를 얻어야 한다. 이는 피크 폭 늘어짐(band broadening)과 관련 있으며, 컬럼(column)의 효율을 측정하는데 유익하다.
 

The Theory Plate Model of Chromatography(크로마토그래피 이론단 높이 모델)
 
이론단 높이는 실제로 존재하는 것이 아니며, 컬럼의 성능을 이해하기 위한 가상의 설명 개념이며, 컬럼의 효율을 계산할 때 매우 유용하다.
  
컬럼의 길이를 L이라고 하면 이론단 높이(HETP)는 다음과 같이 정의할 수 있다.
HETP = L / N
 
용출된 후의 크로마토그래피 피크를 통해서 실제 컬럼에서의 이론단 높이를 알 수 있다.

N =
5.55 t R 2
W1/22

 
W1/2 중간 피크 높의 중간점(Width at half height of Peak)의 폭이다.
혼합물 용질에 따라 단의 높이가 달라짐을 확인 할 수 있는데, 가장 중요하게 기억해야 할 점은 이론단 높이를 최소로 하는 운반기체의 속도를 구하는 것이 크로마토그램의 분리도를 증가시키는 방법이라는 점이다.
 
The Rate Theory of Chromatography : 이동상과 고정상 사이의 친화도(반응성)에 대한 소요 시간을 계산함으로써 컬럼의 실제 분석 능력을 알 수 있다. 용출되는 비율은 크로마토그래피 피크의 날카로움(band shape)에 대한 영향을 준다. 또한, 용질의 분자가 고정상 입자 사이의 체류 시간에 따라서도 영향을 받는다. 다양한 미케니즘을 고려한 Band broadening은 Ban Deemter 방정식으로써 이론단 높이를 설명할 수 있다
HETP = A + B / u + C u
u는 이동상의 평균 속도이며, A, B, C는 band broadening을 유발할 수 있는 인수이다.
A –Eddy diffusion(소용돌이 확산)
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