Lerneinheit: Grundlagen der Chromatographie - Charakterisierung - Stoffe

Verteilungskoeffizient K

(1)

K = cs cm cs - Konzentration des Analyten in der stationären Phase cm - Konzentration des Analyten in der mobilen Phase

Konzentration des Analyten in der stationären und in der mobilen Phase
beschreibt den theoretischen Gleichgewichtszustand
gleiche Volumina der Phasen vorausgesetzt

Phasenverhältnis β

(2)

β = Vm Vs Vm - Volumen der mobilen Phase Vs - Volumen der stationären Phase

Volumenverhältnis der Phasen
dient der Korrektur des Verteilungskoeffizienten
wenn groß, dann ist die Säule relativ durchgängig und eine große Menge an mobiler Phase liegt vor
übliche Werte: 5 bis 35 für die HPLC, 50 -1000 für die GC

Kapazitätsfaktor (Retentionsfaktor) k '

(3)

k ' = K β = cs ⋅ Vs cm ⋅ Vm K - Verteilungskoeffizient β - Phasenverhältnis cs - Konzentration des Analyten in der stationären Phase cm - Konzentration des Analyten in der mobilen Phase Vm - Volumen der mobilen Phase Vs - Volumen der stationären Phase

Wenn die Konzentration c in gL-1 angegeben wird, ist der Kapazitätsfaktor auch

(4)

k ' = mS mm mm - Masse des Analyten in der mobilen Phase ms - Masse des Analyten in der stationären Phase

Wenn die Konzentration c in molL-1 angegeben wird, ist der Kapazitätsfaktor auch

(5)

k ' = ns nm nm - Molzahl des Analyten in der mobilen Phase ns - Molzahl des Analyten in der stationären Phase

Soll der Kapazitätsfaktor eines Analyten experimentell bestimmt werden, nutzt man folgenden Zusammenhang:

(6)

k ' = tR − t0 t0 tR - Bruttoretentionszeit t0 - Totzeit

Maß für die Wanderungsgeschwindigkeit in einem chromatographischen System
ist als Parameter günstiger zu verwenden als die Nettoretentionszeit, weil unabhängig von Säulenlänge und Fließgeschwindigkeit

Hinweis: Die Bestimmung der wahren Nettoretentionszeit ist in der Realität nicht so einfach möglich, da sie auf der exakten Bestimmung der Totzeit basiert. Diese ist aber nur sehr aufwendig bestimmbar (Chromatographieren einer homologen Reihe, lineare Regression). In der Praxis verwendet man Hilfsverbindungen zur Bestimmung der "experimentellen" Totzeit. Die wahre Totzeit des Systems ist so nicht zugänglich und ist kleiner als die experimentelle. Dadurch ist der Kapazitätsfaktor nur wenig aussagekräftig.

Chromatographie-Kenngrößen zur Charakterisierung eines Stoffes (Analyt)

Verteilungskoeffizient K

Phasenverhältnis β

Kapazitätsfaktor (Retentionsfaktor) k '