ISSN:
1612-1112
Keywords:
Commercial silicas (5–10 μm)
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Average particle size
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Efficiency
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Constants of the van Deemter equation
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Reduced plate height
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Asymmetry factors
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Spherical and irregular particles
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Speed of analysis
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Efficiency and surface properties of the support
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung 18 kommerziell erwerbliche Kieselgele mit Teilchengrößen (d p) von 10 μm und 5 μm wurden systematisch untersucht. Die chromatographisch bestimmte mittlere Teilchengröße (d) ist etwa um 35% größer als die mit Hilfe des Coulter Counter bestimmte Größe (d c). Die von den Herstellern angegebenend p-Werte liegen meistens zwischend undd c. Died-Werte streuten-für die mitd p=10 μm angegebenen Silikagele-zwischen 7,6 μm und 12,2 μm. Die Konstanten der vereinfachten (10 μm Teilchen) bzw der vollständigen (5 μm Teilchen) van Deemter Gleichung bei verschiedenen Kapazitäts verhältnissen (k′=0−3) und die Asymmetriefaktoren (As) für die Inertsubstanzen wurden gemessen und tabelliert. Beiu=1 mm/s waren die reduzierten Bodenhöhen (h/d) kleiner als 3 für Substanzen mit 0≤k′〈3 fürd p=10 μm. Für sämtliche untersuchten Kieselgele waren die Kapazitätsverhältnisse der einzelnen Proben an einer gegebenen stationären Phase mit einer Genauigkeit von ±0.05 reproduzierbar. DieA, B undC Terme der van Deemter Gleichung (d p=5 μm) waren innerhalb von ±10% reproduzierbar, auch dann, wenn die Säule eine Woche trocken gelagert wurde. Die Abnahme vonU min mit zunehmendenk′-Werten hängt sowohl von der Qualität (z.B. geometrischer Form, Enge der Siebfraktion, etc.) der stationären Phase als auch von der Güte der Packungsmethode ab. Für kleinere Teilchen werden die reduzierten Bodenhöhen (h/d)min größer. Da die Permeabilität der Säulen gemäß der Definition vond immer zud 2 proportional ist, nimmt der Druckabfall an der Säule mit abnehmender Teilchengröße wesentlich zu. Die Lebensdauer von Säulen nimmt erfahrungsgemäß mit zunehmendem Druck ab. Die Bandenverbreiterung außerhalb der Säule ist oft bei kommerziell erwerblichen Geräten so groß, daß 10 cm lange Säule (i.D.=4 mm), die mit 5 μm. Teichen gepackt wurden, identischen, jedoch mit 10 μm Kieselgelen gepackten Säulen, in der Effizienz kaum überlegen sind. Obwohl die Definition vond sphärische Teilchen begünstigt, wenn reduzierte Bodenhöhen errechnet werden, ist die Effizienz von Säulen, die mit sphärischen und unregelmäßigen Teilchen gepackt sind, sehr ähnlich. die Bevorzugung der sphärischen Packungsmaterialien gegenüber den preiswerteren unregelmäßigen Silikagelen scheint experimentell nicht belegbar zu sein. DieA-Terme nehmen mit zunehmendenk′-Werten immer zu, obwohl dies von der Theorie hier nicht zu erwarten ist. DieC Terme scheinen überwiegend von der Massentransportgeschwindigkeit in der Eluentenphase bestimmt zu sein. Diek′-Abhängigkeit derC-Terme ist mit Hilfe des ausschließlichk′-abhängigen Faktors derC m-Terme der Golay-Gleichung gut zu beschreiben, fallsk′〉0,75 ist. Allerdings ist die Zunahme derC-Terme vonk′=0 aufk′=0,75 etwa um einen Faktor 3 kleiner als theoretisch errechenbar ist. Die Stabilität der Säulen wird demonstriert. Obwohl die 20 cm langen Säulen drei Monate lang trocken gelagert wurden, nahm die Effizienz nur vonn=17.000 aufn=15.000 ab. Mit 27 bar Druckabfall wurden 130 theoretische Böden pro Sekunde erreicht. Mittlerer Porendurchmesser, Porenvolumen und spezifische Oberfläche der kommerziell erwerblichen Kieselgele beeinflußten diek′-Werte der Probesubstanzen. Obwohl die Variationsbreite dieser Faktoren bei den 18 untersuchten Kieselgelen nicht allzu eng war, beeinflußten diese Parameter die Effizienz der Säulenkaum.
Notes:
Summary Eighteen commercially available silicas having nominal particle sizes (d p) of 10 μm and 5 μm, have been systematically studied. The chromatographically determined average particle size (d) is about 35% greater than the average particle size as estimated using a Coulter Counter (d c). The particle sizes quoted by the manufacturers mostly lie betweend andd c. Thed values for the silicas with a quotedd p of 10 μm lay between 7.6 μm and 12.2 μm. The constants of the simplified (for 10 μm particles) or the complete (for 5 μm particles) van Deemter equation were measured and tabulated for varying capacity ratios (k′=0−3) as were the asymmetry factorsAs for an inert substance. When u=1 mm/s the reduced plate height (h/d) was less than 3 for substances with 0≤k′〈3 whend p=10 μm. The capacity ratios of individual samples on a given stationary phase were reproducible with an accuracy of ±0.05 for all the silicas studied. TheA, B andC terms of the van Deemter equation (d p=5 μm) were reproducible to within ±10%, even when the column was stored dry for a week. The decrease inu min with increasingk′ value depended both on the quality of the stationary phase (e.g., its geometrical form, the narrowness of the sieve fraction) and on the packing method. The reduced plate heights (h/d)min were bigger for smaller particles. In consequence of the definition ofd, the permeability of a column is always proportional tod 2 and the pressure drop in columns with smaller size particles increased substantially. It is a matter of experience that the column life decreases with increasing pressure drop. The extracolumn band broadening of commercial instruments is often so large that 10 cm long columns (i.d.=4 mm) packed with 5 μm particles are scarcely more efficient than identical columns packed with 10 μm particles. Although the definition ofd favours spherical particles if reduced plate heights are to be calculated, the efficiencies of columns packed with spherical particles are very similar to those packed with irregular particles. The preference for spherical packing material over the cheaper irregular silica does not seems to be supported by experiment. TheA term always increases with increasingk′ values, although this is theoretically unexpected. TheC terms seems to be overwhelmingly determined by the speed of mass transport in the mobile phase. The dependence of theC term onk′ is, whenk′ is 〉0.75, well described using the exclusivelyk′ dependent factions of theC m term of the Golay equation. However, the increase in theC term whenk′ is increased from 0 to 0.75 is about a factor three less than the theoretically calculated value. The stability of the columns has been demonstrated. Although columns (20 cm long in length) were stored dry for three months the efficiency only decreased slightly. With a 26 bar pressure drop 130 theoretical plates per second were obtained. The average pore diameters, pore volumes and specific surface areas of the commerical silicas influenced thek′ values of the sample substances. These factors however scarcely affected the column efficiencies even though their range of variation was not very narrow in the 18 silicas studied.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02260155
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