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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 30.Questões e Problemas - Ex. 34

Repita os cálculos do Problema 30-33 presumindo que KM 5,81 e KN 6,20.

Passo 1

Beleza pessoal?! Espero que estejam bem e super dispostos para darmos início a mais uma resolução de Química, meus futuros Walter White.

Temos que repetir os cálculos do problema 30-33, só agora as espécies M e N têm as constantes de distribuição, K, para água/hexano 5.81 e 6.20 respectivamente. A razão V s / V M para empacotamento de coluna é igual a 0.398

a) Para calcular o fator de retenção, k, para cada soluto use a equação

k = K ∙ V s V M

onde K é a constante de distribuição do soluto individual M e N.

K M = K M ∙ V s V M

= 2.31

K N = K N ∙ V s V M

= 2.47

Passo 2

b) O fator de seletividade é definido como a razão entre as constantes de distribuição do soluto mais fortemente retido e do soluto menos fortemente retido.

α = K N k M

α =   6.20 1.07

c) O número de placas, N, necessário para a resolução de 1,5 é calculado usando a equação

N   =   16 R s ² ( α α - 1 ) ² ( 1 + k N k N ) ²

onde R s é a resolução desejada, α é o fator de seletividade calculado e k N é o fator de retenção do soluto que retém por mais tempo na coluna.

N   =   16 ∙ 15 ² ( 1.07 1.07 - 1 ) ² ( 1 + 2.47 2.47 ) ²

N = 16601

d) Agora, temos que calcular o comprimento da coluna se a altura da placa for 1.9 ⋅ 1 0 - 3   c m . Usamos a equação

N   =   L H

Reorganizando esta equação, obtemos a equação para calcular o comprimento necessário da coluna:

L   =   N ∙ H

= 16601 ∙ 1.9 ∙ 1 0 - 3

= 32   c m

e) A vazão é de 6,50 cm/min. Temos que determinar o tempo necessário para eluir essas duas espécies. O tempo de retenção t R , ou seja, o tempo necessário para o soluto aparecer na saída da coluna é definido como a soma de t S que é o tempo que o soluto passa em fase estacionária e t M que é o tempo necessário para uma espécie não retida passar pela coluna.

t R = t S + t M

A vazão da fase móvel é definida como

u = L t M

Reorganizando esta equação, obtemos a equação para calcular o tempo morto,

t M = L u

= 32 6.50

= 4.9   m i n

Agora, temos que calcular o valor de t S . Usamos a equação

k N = t S t M

onde k N é o fator de retenção do soluto que retém por mais tempo na coluna. Reorganizando esta equação, obtemos a equação para calcular t S

t s = k N ∙ t M

t s = 2.47 ∙ 4.9

= 12.1   m i n

Portanto, o tempo necessário para eluir essas duas espécies é

t R = t S + t M

= 12.1   m i n   +   4.9   m i n

= 17   m i n

E aqui finalizamos mais uma resolução, espero que tenham gostado e até a proxima.

Resposta

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