11.4 : Диффузия на хроматографических колонках

В колоночной хроматографии, когда аналит вводится в виде узкой полосы в верхней части колонки, растворенные вещества начинают разделяться и расширяться, образуя гауссов профиль. Это уширение происходит из-за различных факторов, таких как продольная диффузия.

Продольная диффузия происходит, когда молекулы растворенного вещества в подвижной фазе диффундируют из более концентрированного центра хроматографической полосы в более разбавленные области по обе стороны, как по направлению, так и против направления потока. Этот процесс диффузии обусловлен градиентом концентрации и коэффициентом диффузии аналита, который измеряет подвижность вещества в данной среде.

Влияние процесса диффузии на газовую и жидкостную хроматографию различается из-за различий в коэффициентах диффузии аналитов в газообразных и жидких подвижных фазах. В газовой хроматографии коэффициенты диффузии газообразных молекул намного больше, чем в жидкостях, что приводит к более высоким скоростям продольной диффузии и большему расширению полосы. Следовательно, продольная диффузия более значима в газовой хроматографии (ГХ), чем в жидкостной хроматографии (ЖХ).

В ЖХ скорости диффузии намного меньше, что делает продольную диффузию менее значимой для уширения полосы. Однако, важно отметить, что вклад продольной диффузии в высоту пластины обратно пропорционален линейной скорости элюента. Это означает, что при высокой скорости потока аналит проводит меньше времени в колонке, а диффузия из центра полосы к краям имеет меньше времени для осуществления, что снижает влияние продольной диффузии на уширение полосы.