わからない問題があるので教えて下さい。

質問

わからない問題があるので教えて下さい。

門1．一定の液体クロマトグラフ条件下で測定した化合物ＡおよびＢのある固定相を用いたときの保持時間　　はそれぞれ2.35minおよび5.86minであった。また、固定相に保持されない成分の保持時間は0.5min　　であった。
　　　　　　(1)ＡおよびＢの調整保持時間　　　(2)ＡおよびＢの容量比　　　　　を求めよ。

門2．隣接する二成分の保持時間が8.80と9.46min、カラムを素通りする成分の保持時間が1.35minのと　　　き、二成分のピークの分離度Ｒｓ＝1.5を達成するのに必要なカラムの理論段数はいくらか。また、カ　　ラムのHETPが1.5ｍｍであればカラム長さはいくら必要であるか。

回答No.2

PE-yoshi · ベストアンサー

昔、学生時代にガスクロ、液クロを使っていましたので、その知識で回答します。
問１
(1)調整保持時間とは、カラムの固定相に保持された正味の時間です。
　　調整保持時間＝保持時間－固定相に保持されない成分の保持時間

　　成分Ａの調整保持時間＝2.35-0.5＝1.85(min)
　　成分Ｂの調整保持時間＝5.86-0.5＝5.36(min)
(2)容量比（Capacity factor）k'は
　　固定相に保持されない成分の保持体積をＶ0、保持時間をＴ0、保持される成分の保持体積Ｖr、
　　保持時間をＴrとすると
　　保持される成分の容量比k’＝（Ｖr-Ｖ0）/Ｖ0＝（ＴrーＴ0）／Ｔ0

　　成分Ａの保持時間をＴrA、成分Ｂの保持時間をＴｒBとすると、
　　成分Ａの容量比k'A＝（ＴrAーＴ0）／Ｔ0
　　成分Ｂの容量比k'B＝（ＴrBーＴ0）／Ｔ0

　　よって、成分Ａと成分Ｂの容量比は
　　k'A／k'B＝（ＴrAーＴ0）／（ＴrBーＴ0）
　　すなわち、成分Ａと成分Ｂの調整保持時間の比であり、
　　k'A／k'B＝1.85／5.36

問２
　問１と同様に解説すると、長くなるので、簡単に説明します。
　２つの成分ＡとＢの分離度Ｒsは、カラムの理論段数Ｎを用いて次式であらわされる。
　　ＲS＝（k’B-k'A）√Ｎ／（4(1＋k'A））
　したがって
　　Ｎ＝（ＲS（4(1＋k'A））／（k’B-k'A））＾2
　問題より
　k'A＝（ＴrAーＴ0）／Ｔ0＝(8.80-1.35)/1.35=5.52
　k'B＝（ＴrBーＴ0）／Ｔ0＝(9.46-1.35)/1.35=6.01
　ＲS＝1.5
　よって
　Ｎ＝（1.5*4*(1+5.52))／(6.01-5.52)^2=6370

　カラムの長さをＬ、ＨＥＴＰ（height equivalent to a theoreticsl plate）
　（理論段数（相当）高さ）をＨとすると
　Ｎ＝Ｌ／Ｈ
　ゆえにＬ＝Ｎ*Ｈ
　ＨＥＴＰは1.5mであるから
　Ｌ＝6370*1.5=9560mm
　となります。

　これらの問題は、いすれもクロマトグラフィーの教科書に書かれている
　用語（保持時間、容量比、理論段数など）の定義を理解すれば、
　簡単に解ける問題です。式だけでなく、その用語の意味するところまで
　正確に理解してください。
　頑張ってください。

お礼

ありがとうございます。　頑張ってみます！

回答No.1

PE-yoshi

昔、学生時代にガスクロ、液クロを使っていましたので、その知識で回答します。
問１
(1)調整保持時間とは、カラムの固定相に保持された正味の時間です。
　　調整保持時間＝保持時間－固定相に保持されない成分の保持時間

　　成分Ａの調整保持時間＝2.35-0.5＝1.85(min)
　　成分Ｂの調整保持時間＝5.86-0.5＝5.36(min)
(2)容量比（Capacity factor）k'は
　　固定相に保持されない成分の保持体積をＶ0、保持時間をＴ0、保持される成分の保持体積Ｖr、
　　保持時間をＴrとすると
　　保持される成分の容量比k’＝（Ｖr-Ｖ0）/Ｖ0＝（ＴrーＴ0）／Ｔ0

　　成分Ａの保持時間をＴrA、成分Ｂの保持時間をＴｒBとすると、
　　成分Ａの容量比k'A＝（ＴrAーＴ0）／Ｔ0
　　成分Ｂの容量比k'B＝（ＴrBーＴ0）／Ｔ0

　　よって、成分Ａと成分Ｂの容量比は
　　k'A／k'B＝（ＴrAーＴ0）／（ＴrBーＴ0）
　　すなわち、成分Ａと成分Ｂの調整保持時間の比であり、
　　k'A／k'B＝1.85／5.36

問２
　問１と同様に解説すると、長くなるので、簡単に説明します。
　２つの成分ＡとＢの分離度Ｒsは、カラムの理論段数Ｎを用いて次式であらわされる。
　　ＲS＝（k’B-k'A）√Ｎ／（4(1＋k'A））
　したがって
　　Ｎ＝（ＲS（4(1＋k'A））／（k’B-k'A））＾2
　問題より
　k'A＝（ＴrAーＴ0）／Ｔ0＝(8.80-1.35)/1.35=5.52
　k'B＝（ＴrBーＴ0）／Ｔ0＝(9.46-1.35)/1.35=6.01
　ＲS＝1.5
　よって
　Ｎ＝（1.5*4*(1+5.52))／(6.01-5.52)^2=6370

　カラムの長さをＬ、ＨＥＴＰ（height equivalent to a theoreticsl plate）
　（理論段数（相当）高さ）をＨとすると
　Ｎ＝Ｌ／Ｈ
　ゆえにＬ＝Ｎ*Ｈ
　ＨＥＴＰは1.5mであるから
　Ｌ＝6370*1.5=9560mm
　となります。

　これらの問題は、いすれもクロマトグラフィーの教科書に書かれている
　用語（保持時間、容量比、理論段数など）の定義を理解すれば、
　簡単に解ける問題です。式だけでなく、その用語の意味するところまで
　正確に理解してください。
　頑張ってください。