11.7 : Wydajność kolumny: Teoria szybkości

Teoria szybkości chromatografii zapewnia ilościowy wgląd w kształty i szerokości pasm elucji. Pasma te opierają się na mechanizmie losowego spaceru rządzącym migracją cząsteczkową w kolumnie. Profil Gaussa pasm chromatograficznych wynika z kumulatywnego efektu losowych ruchów cząsteczkowych w miarę ich przechodzenia przez kolumnę.

Podczas elucji cząsteczka substancji rozpuszczonej doświadcza licznych przejść między fazą stacjonarną i ruchomą, wykazując nieregularne czasy przebywania w każdej fazie. Gdy strefa substancji rozpuszczonej przemieszcza się w dół kolumny, jej szerokość wzrasta ze względu na zwiększony czas dyspersji. Szerokość tej strefy jest wprost proporcjonalna do czasu przebywania w kolumnie i odwrotnie proporcjonalna do prędkości przepływu fazy ruchomej.

Równanie van Deemtera wyjaśnia wpływ szybkości przepływu fazy ruchomej na wysokość półki teoretycznej. Równanie to obejmuje trzy czynniki: A, B i C. Czynnik A reprezentuje wiele ścieżek dostępnych dla substancji rozpuszczonej przechodzącej przez wypełnioną kolumnę (dyfuzja wirowa). Czynnik B odpowiada za dyfuzję podłużną (osiową) lub molekularną wynikającą z dyspersji substancji rozpuszczonej między centralnymi obszarami o wysokim stężeniu a peryferyjnymi obszarami o niskim stężeniu, a czynnik C dotyczy przenoszenia masy substancji rozpuszczonych w fazach stacjonarnych i ruchomych.

Ogólnie rzecz biorąc, wysoka prędkość fazy ruchomej zwiększa wysokość półki, co powoduje poszerzenie pasma.