Математика | ||||
А. В. Киселев, Д. П. Пошкус и Я. И. Яшин. Молекулярные основы адсорбционной хроматографии.— М.: Химия, 1986.— 272 с. Рассмотрена селективность газовой и жидкостной адсорбционной хроматографии на молекулярном уровне. Изложены новые молекулярно-ста-Тистические методы количественного расчета удерживаемых объемов и, определения структурных параметров молекул на основе данных газоадсорбционной хроматографии. Рассмотрены минеральные, полимерные и углеродные адсорбенты для хроматографии и пути модифицирования их по- ния молекул разеляет™* о^и*^*», ..r.^-~- ____________ ные закономерности удерживания на полярных и неполярных адсорбентах. Обсуждаются основные пути оптимизации степени разделения в жидкост- ноадсорбционной хроматографии. Предназначена для химиков, физиков и биохимиков, работающих в области теории хроматографии и адсорбции, а также применения методов хроматографии для аналитических целей. Книга может быть полезна для студентов университетов и вузов химико-технологического, нефтехимического, сельскохозяйственного, медицинского и фармацевтического профиля, Табл. 46. Ил. 103. Библиогр. список 456 назв. | ||||
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ............ Введение ..... ........ Ю ЧАСТЬ I. ГАЗОАДСОРБЦИОННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ ... 15 Глава 1. Адсорбенты для газоадсорбционной хроматографии . . 15 1.1. Преимущества и недостатки применения адсорбентов в газовой хроматографии ........... 15 1.2. Углеродные адсорбенты .......... 17 . '• 1.2.1. Графитированная термическая сажа (ГТС) ..... 18 '; 1.2.2. Карбохромы, карбопаки, молекулярноситовые угли . . 23 1.3. Непористые и пористые соли ........ 24 -; 1.4. Пористые кремнеземы .......... 26 1.5. Адсорбционное модифицирование поверхности адсорбента 29 •' 1.6. Органические пористые полимеры ....... 31 1.7. Соединения включения и жидкие кристаллы .... 32 1.8. Адсорбционные капиллярные колонны ...... 33 Глава 2. Экспериментальное определение удерживаемого объема для физико-химических измерений ....... . 34 2.1. Основные требования к газовым хроматографам для физи- ко-химических измерений .......... 34 . . . 35 2.1.1. Термостат колонн 2.1.2. Дозатор 36 36 37 37 Z.l.Z. ,u,uoaiw^ 2.1.3. Измеритель давления .... 2.1.4. Регулятор расхода и давления 2.1.5. Измерители потоков газа-носителя.......oi 2.2. Микропроцессорная техника......... 37 2.3. Виды физико-химических измерений и исследований методом газоадсорбционной хроматографии...... 38 2.4. Оценка погрешности определения удерживаемого объема 39 Глава 3. Определение константы Генри адсорбционного равновесия из газохроматографических данных.......41 3.1. Приближенная связь константы Генри с удерживаемым объемом для предельно малой (нулевой) дозы адсорбата . . 41 3.2. Влияние нелинейности изотермы адсорбции адсорбата на его удерживание............43 3.2.1. Общие уравнения............43 3.2.2. Вириальные уравнения для изотермы адсорбции и удерживаемого объема............44 3.2.3. Влияние межмолекулярного взаимодействия адсорбат — ад-сорбат...............46 3.2.4. Влияние межмолекулярного взаимодействия адсорбат — газ-носитель ..............50 3.3. Влияние неидеальности газа-носителя на поправочный коэф- ' фициент на перепад давления в колонне......55 я 3.4. Влияние зависимости вязкости газа-носителя от давления на поправочный коэффициент на перепад давления в колонне 58 3.5. Влияние изменения скорости газовой фазы в области пика из-за адсорбции и десорбции адсорбата (эффект сорбции) на его удерживаемый объем.........59 3.6. Влияние кинетики установления адсорбционно-десорбцион- ного равновесия и диффузии на удерживаемый объем . . 59 3.7. Влияние на истинный удерживаемый объем адсорбата адсорбции и межмолекулярного взаимодействия с газом-носителем вещества-метки, используемого для определения мертвого объема колонны...........61 3.8, Сопоставление VA,\ и К\ ...,,.,., 63 Глава 4. Термодинамические характеристики адсорбции при малом заполнении поверхности ......... 65 4.1. Константа Генри и изменения термодинамических функций при адсорбции ..........., 65 4.2. Получение изотермы адсорбции и константы Генри из хро-матограмм..............67 Глава 5. Статистические выражения для константы Генри ... 70 5.1. Общие выражения...........70 5.2. Приближенные выражения для адсорбции нежестких молекул ...............72 5.3. Выражения для адсорбции молекул с поворотной изомерией ...............74 5.4. Выражения для адсорбции квазижестких молекул ... 76 5.5. Выражения для упрощенных моделей состояния адсорбированных квазижестких молекул........76 5.5.1. Свободное движение вдоль математически однородной поверхности..............76 5.5.2. Свободное движение вдоль математически однородной поверхности и гармонические колебания перпендикулярно поверхности.............76 5.6. Квантовые поправки...........77 Глава 6. Потенциальная функция межмолекулярного взаимодействия молекулы с твердым телом.........79 6.1. Методы определения потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия молекулы с твердым телом ... 79 6.2. Атом-атомное приближение ..........81 6.2.1. Теоретические предпосылки атом-атомного приближения 81 6.2.2. Достоинства и ограничения атом-атомного приближения 85 6.2.3. Силовые центры и их положение.......87 6.3. Форма атом-атомного потенциала....... 89 6.4. Суммирование атом-атомных потенциалов по атомам твердого тела.............. 94 6.5. Форма потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия атома с твердым телом....... 98 6.6. Способы определения параметров атом-атомных потенциалов 103 6.6.1. Полуэмпирические расчеты.........'03 6.6.2. Правила комбинирования.........107 6.6.3. Эмпирические определения......... 110 Глава 7. Молекулярно-статистические расчеты константы Генри 115 7.1. Расчеты константы Генри для адсорбции на графитирован- ной саже.............. 115 7.1.1. Адсорбция благородных газов........ 115 7.1.2. Адсорбция углеводородов......... 117 7.1.3. Адсорбция производных углеводородов..... 123 7.2. Расчеты константы Генри для адсорбции на цеолитах . . 125 7.3. Расчеты константы Генри для адсорбции на благородных газах, галогенидах щелочных металлов и других твердых телах............... 126 Глава 8. Определение некоторых параметров структуры молекул из экспериментальных значений константы Генри . . . . 128 8.1. Зависимость константы Генри от геометрической структуры молекул адсорбата ........... 128 8.2. Определение параметров геометрической структуры квазижестких молекул............130 8.3. Определение потенциальных барьеров и равновесных углов внутреннего вращения свободных молекул.....132 8.3.1. Этилбензол.............134 8.3.2. Бифенил..............135 8.3.3. Метил- и фенилпроизводные бифенила......137 8.3.4. Стирол...............144 8.3.5. Достоинства и ограничения адсорбционного метода определения потенциальных функций внутреннего вращения молекул ...............145 8.4. Определение электрических моментов молекул . . . . 147 Глава 9. Разделительная способность газоадсорбционной хроматографии ................148 9.1. Основные факторы, определяющие степень разделения в газовой хроматографии..........„ 148 9.2. Общие проблемы селективности газоадсорбционной хроматографии ..............150 9.2.1. Основные виды межмолекулярных взаимодействий, используемые в ГАХ............. 150 9.2.2. Оценка полярности адсорбентов........ 150 9.2.3. Селективность к гомологам......... 152 9.2.4. Селективность к соединениям, отличающимся природой полярной функциональной группы........ 153 9.2.5. Селективность к изомерам......... 155 9.3. Разделительная способность адсорбционно-абсорбционной хроматографии............161 9.4. Газоадсорбционная хроматография с парами в качестве газа-носителя .............168 ЧАСТЬ II. ЖИДКОСТНАЯ АДСОРБЦИОННАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ 171 Глава 10. Общие проблемы селективности в жидкостной адсорбционной хроматографии...........171 10.1. Особенности адсорбции из жидких растворов. Определение изотермы адсорбции из растворов и константы Генри хро-матографическими методами.........171 10.2. Многообразие видов взаимодействия в ЖАХ . . . . 177 Глава 11. Адсорбенты для жидкостной адсорбционной хроматографии и их динамическое и химическое модифицирование . . 179 11.1. Общие требования к адсорбентам....... 179 11.2. Влияние геометрической структуры адсорбентов на удерживание в ЖАХ............. 179 11.3. Роль химической природы поверхности адсорбента . . 181 11.3.1. Силикагели............. 181 11.3.2. Углеродные адсорбенты.......... 181 11.3.3. Пористые полимеры........... 187 11.3.4. Адсорбенты на основе силикагелей с соединениями переходных металлов на поверхности ........ 187 11.3.5. Другие адсорбенты........... 188 11.4. Динамическое модифицирование адсорбентов . . . . 188 11.5. Химическое модифицирование адсорбентов.....189 Глава 12. Влияние состава и строения анализируемых веществ на их удерживание в жидкостной хроматографии.....198 12.1. Роль соотношения полярных и неполярных функциональных групп в молекулах анализируемых веществ.....198 12.2. Роль распределения электронной плотности в анализируемых молекулах............198 12.3. Роль геометрического строения молекул исследуемых веществ (плоские или неплоские молекулы).....202 12.4. Роль внутримолекулярных связей в молекулах анализируемых веществ.............202 12.5. Роль экранирования полярных групп в молекулах анализируемых веществ............203 Глава 13. Влияние структуры и состава молекул элюента на удерживание анализируемых веществ........205 13.1. Общие требования к элюентам в ЖАХ......205 13.2. Основные элюенты и их классификация......206 13.3. Влияние на удерживание взаимодействия вещество — элю- . ент................208 13.4. Влияние примесей воды в органических элюентах на удерживание полярных веществ в нормально-фазовой хроматографии (НФХ).............210 13.5. Градиентное элюирование.........213 Глава 14. Характеристика селективности наиболее распространенных хроматографических систем.........^ 14.1. Общие закономерности удерживания на полярных адсорбентах ...............21li 14.2. Общие закономерности удерживания на неполярных адсорбентах ...............215 14.3. Классификация хроматографических систем: адсорбент — элюент — вещество по типам межмолекулярных взаимодействий ...............217 14.3.1. Неполярный адсорбент — неполярный элюент — неполярные разделяемые вещества..........."19 14.3.2. Полярный адсорбент —неполярный элюенч —полярные разделяемые вещества...........219 14.3.3. Полярный адсорбент — полярный элюент — полярные разделяемые вещества............235 14.3.4. Общие закономерности удерживания на неспецифических (неполярных) адсорбентах.........239 14.3.5. Неполярный адсорбент — полярный элюент — неполярные или слабополярные разделяемые вещества.....240 14.3.6. Неполярный адсорбент —полярный элюент — полярные разделяемые вещества...........245 14.3.7. Неполярный адсорбент — полярный элюент с добавками специальных веществ — полярные разделяемые вещества . . 250 14.4. Оптимизация разделительной способности колонн в жидкостной хроматографии...........252 14.5. Установление корреляционных зависимостей характеристик удерживания от параметров исследуемых веществ . . . 254 • 14.6. Общие подходы к разделению конкретных смесей соединений на основе межмолекулярных взаимодействий в системе: адсорбент-—вещество — элюент........256 Библиографический список Цена: 150руб. |
||||