11.6 : Efficienza della Colonna: Teoria dei Piatti

L'allargamento della banda in una colonna cromatografica è misurato dalla sua efficienza. Questa è determinata dal numero di piatti teorici (N). La teoria dei piatti teorici afferma che una colonna di separazione è costituita da una serie continua di piatti immaginari in cui avviene l'equilibrio del soluto tra fasi stazionaria e mobile.

Un numero maggiore di piatti teorici indica una migliore efficienza della colonna e migliori capacità di separazione. L'altezza dei piatti influisce sulla larghezza di banda e sulla qualità della separazione; è inversamente proporzionale all'efficienza della colonna. Il numero di piatti teorici (N) è calcolato come la lunghezza della colonna (L) divisa per l'altezza del piatto (H), come mostrato nell'equazione:

Ridurre al minimo H è fondamentale per ottenere una migliore efficienza e ridurre la lunghezza della colonna.

Le altezze dei piatti variano per diversi soluti a causa di diversi coefficienti di diffusione. Variano da 0,1 a 1 mm nella gascromatografia, circa 10 µm nella cromatografia liquida ad alte prestazioni e meno di 1 µm nell'elettroforesi capillare.

L'efficienza della colonna può essere definita come la varianza per unità di lunghezza, poiché le bande cromatografiche hanno spesso forme gaussiane. Il numero di piatti teorici è correlato anche al tempo di ritenzione e alla larghezza del picco alla base o a mezza altezza. È importante notare che i piatti teorici sono un concetto astratto e il loro numero dipende dalle proprietà della colonna e del soluto, rendendoli variabili per diversi soluti.

Nelle colonne a riempimento, l'altezza equivalente a un piatto teorico (HETP) è un parametro prezioso che rappresenta le prestazioni della colonna. HETP indica la lunghezza della colonna necessaria per un piatto teorico ed è essenziale per progettare e valutare l'efficienza della colonna a riempimento. Un valore HETP inferiore indica un'efficienza della colonna maggiore e migliori capacità di separazione.