11.7 : Эффективность колонки: теория скорости

Теория скорости хроматографии дает количественное представление о формах и ширине полос элюирования. Эти полосы основаны на механизме случайного блуждания, управляющем молекулярной миграцией внутри колонки. Гауссов профиль хроматографических полос возникает из-за кумулятивного эффекта случайных молекулярных движений по мере их продвижения через колонку.

Во время элюирования молекула растворенного вещества совершает многочисленные переходы между неподвижной и подвижной фазами, демонстрируя нерегулярное время пребывания в каждой фазе. По мере того, как зона растворенного вещества перемещается вниз по колонке, ее ширина увеличивается из-за возрастающего времени дисперсии. Эта ширина зоны прямо пропорциональна времени пребывания в колонке и обратно пропорциональна скорости потока подвижной фазы.

Уравнение Ван-Деемтера объясняет влияние скорости потока подвижной фазы на высоту теоретической тарелки. Это уравнение состоит из трех факторов: A, B и C. Фактор A представляет собой множественные пути, доступные растворенному веществу, проходящему через насадочную колонку (вихревая диффузия). Фактор B учитывает продольную (осевую) или молекулярную диффузию, возникающую из-за дисперсии растворенного вещества между высококонцентрированными центральными областями и низкоконцентрированными периферийными областями, а фактор C относится к массопереносу растворенных веществ в неподвижной и подвижной фазах.

В целом, высокая скорость подвижной фазы увеличивает высоту теоретической тарелки, что приводит к расширению полосы.