11.7 : Eficiência de Coluna: Teoria Cinética

A teoria cinética da cromatografia fornece insights quantitativos sobre as formas e larguras das bandas de eluição. Essas bandas são baseadas no mecanismo de caminhada aleatória que governa a migração molecular dentro de uma coluna. O perfil gaussiano das bandas cromatográficas surge do efeito cumulativo de movimentos moleculares aleatórios à medida que progridem pela coluna.

Durante a eluição, uma molécula de soluto experimenta inúmeras transições entre as fases estacionária e móvel, exibindo tempos de residência irregulares em cada fase. À medida que uma zona de soluto viaja pela coluna, sua largura aumenta devido ao aumento do tempo de dispersão. Essa largura de zona é diretamente proporcional ao tempo de residência da coluna e inversamente proporcional à velocidade do fluxo da fase móvel.

A equação de van Deemter elucida a influência da taxa de fluxo da fase móvel na altura de uma placa teórica. Essa equação compreende três fatores: A, B e C. O fator A representa os múltiplos caminhos disponíveis para um soluto atravessando uma coluna compactada (difusão turbulenta). O fator B é responsável pela difusão longitudinal (axial) ou molecular decorrente da dispersão de soluto entre regiões centrais de alta concentração e regiões periféricas de baixa concentração, e o fator C diz respeito à transferência de massa de solutos dentro de fases estacionárias e móveis.

No geral, uma alta velocidade da fase móvel aumenta a altura da placa, resultando em alargamento da banda.