11.6 : Eficiencia de la columna: teoría de placas

El ensanchamiento de banda en una columna de cromatografía se mide por su eficiencia. Esta se determina por el número de platos teóricos (N). La teoría de platos teóricos establece que una columna de separación consta de una serie continua de platos imaginarios donde se produce el equilibrio del soluto entre las fases estacionaria y móvil.

Un mayor número de platos teóricos significa una mejor eficiencia de la columna y mejores capacidades de separación. La altura de los platos afecta el ancho de banda y la calidad de la separación; es inversamente proporcional a la eficiencia de la columna. El número de platos teóricos (N) se calcula como la longitud de la columna (L) dividida por la altura de los platos (H), como se muestra en la ecuación:

N=LH

Minimizar H es crucial para lograr una mejor eficiencia y reducir la longitud de la columna.

Las alturas de los platos varían para diferentes solutos debido a los diferentes coeficientes de difusión. Van desde 0,1 a 1 mm en cromatografía de gases, alrededor de 10 µm en cromatografía líquida de alto rendimiento y menos de 1 µm en electroforesis capilar.

La eficiencia de la columna se puede definir como la varianza por unidad de longitud, ya que las bandas cromatográficas suelen tener formas gaussianas. El número de platos teóricos también se relaciona con el tiempo de retención y el ancho del pico en la base o la mitad de la altura. Es importante señalar que los platos teóricos son un concepto abstracto y su número depende de las propiedades de la columna y del soluto, lo que los hace variables para diferentes solutos.

En las columnas empacadas, la altura equivalente a un plato teórico (HETP) es un parámetro valioso que representa el rendimiento de la columna. HETP indica la longitud de columna necesaria para un plato teórico y es esencial para diseñar y evaluar la eficiencia de la columna empacada. Un valor de HETP más bajo significa una mayor eficiencia de la columna y mejores capacidades de separación.