11.7 : Efficienza della Colonna: Teoria della Velocità

La teoria della velocità della cromatografia fornisce informazioni quantitative sulle forme e le larghezze delle bande di eluizione. Queste bande si basano sul meccanismo di random-walk che governa la migrazione molecolare all'interno di una colonna. Il profilo gaussiano delle bande cromatografiche deriva dall'effetto cumulativo di movimenti molecolari random mentre avanzano attraverso la colonna.

Durante l'eluizione, una molecola di soluto subisce numerose transizioni tra le fasi stazionarie e mobili, esibendo tempi di residenza irregolari in ciascuna fase. Mentre una zona di soluto si sposta lungo la colonna, la sua larghezza aumenta a causa dell’aumentato tempo di dispersione. Questa larghezza di zona è direttamente proporzionale al tempo di residenza della colonna e inversamente proporzionale alla velocità di flusso della fase mobile.

L'equazione di van Deemter chiarisce l'influenza della portata della fase mobile sull'altezza di un piatto teorico. Questa equazione comprende tre fattori: A, B e C. Il fattore A rappresenta i molteplici percorsi disponibili per un soluto che attraversa una colonna a riempimento (diffusione vorticosa). Il fattore B tiene conto della diffusione longitudinale (assiale) o molecolare derivante dalla dispersione del soluto tra regioni centrali ad alta concentrazione e regioni periferiche a bassa concentrazione, mentre il fattore C riguarda il trasferimento di massa dei soluti all'interno delle fasi stazionarie e mobili.

Nel complesso, un'elevata velocità della fase mobile aumenta l'altezza del piatto, con conseguente allargamento della banda.