11.7 : Efficacité de la colonne: théorie du taux

La théorie du taux de chromatographie fournit un aperçu quantitatif des formes et des largeurs des bandes d'élution. Ces bandes sont basées sur le mécanisme de marche aléatoire qui régit la migration moléculaire au sein d'une colonne. Le profil gaussien des bandes chromatographiques résulte de l'effet cumulatif des mouvements moléculaires aléatoires au fur et à mesure de leur progression dans la colonne.

Pendant l'élution, une molécule de soluté subit de nombreuses transitions entre les phases stationnaires et mobiles, présentant des temps de séjour irréguliers dans chaque phase. Lorsqu'une zone de soluté descend dans la colonne, sa largeur augmente en raison du temps de dispersion accru. Cette largeur de zone est directement proportionnelle au temps de séjour dans la colonne et inversement proportionnelle à la vitesse d'écoulement de la phase mobile.

L'équation de van Deemter élucide l'influence du débit de la phase mobile sur la hauteur d'un plateau théorique. Cette équation comprend trois facteurs: A, B et C. Le facteur A représente les multiples chemins disponibles pour un soluté traversant une colonne remplie (diffusion tourbillonnaire). Le facteur B représente la diffusion longitudinale (axiale) ou moléculaire résultant de la dispersion des solutés entre les régions centrales à forte concentration et les régions périphériques à faible concentration, et le facteur C concerne le transfert de masse des solutés dans les phases stationnaires et mobiles.

Dans l'ensemble, une vitesse de phase mobile élevée augmente la hauteur de la plaque, ce qui entraîne un élargissement de la bande.