11.4 : Kromatografi Kolonlarında Difüzyon

Kolon kromatografisinde, bir analit kolondan yukarıya dar bir bant olarak eklendiğinde, çözünen maddeler ayrılmaya ve genişlemeye başlar ve bir Gauss profili geliştirir. Bu genişleme, uzunlamasına difüzyon gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanır.

Uzunlamasına difüzyon, hareketli fazdaki çözünen moleküllerinin, kromatografik bandın daha yoğun merkezinden, her iki yöndeki daha seyreltik bölgelere doğru difüze olmasıdır; bu, hem akış yönüne hem de akış yönüne karşı gerçekleşebilir. Bu difüzyon süreci, konsantrasyon gradyanı ve analiz maddesinin difüzyon katsayısı tarafından yönlendirilir; difüzyon katsayısı, bir maddenin belirli bir ortamda hareketliliğini ölçen bir değerdir.

Difüzyon sürecinin gaz ve sıvı kromatografisi üzerindeki etkisi, gaz ve sıvı hareketli fazlardaki analitlerin difüzyon katsayılarındaki farklılıklar nedeniyle değişir. GC'de, gaz moleküllerinin difüzyon katsayıları sıvılardakinden çok daha büyüktür, bu da daha yüksek uzunlamasına difüzyon oranları ve daha fazla bant genişlemesi ile sonuçlanır. Sonuç olarak, uzunlamasına difüzyon, gaz kromatografisine (GC) nazaran sıvı kromatografisinden (LC) daha önemlidir.

LC'de difüzyon hızları çok daha azdır, bu da uzunlamasına difüzyonu bant genişlemesi üzerindeki etkisinin daha az olmasına neden olur. Ancak, uzunlamasına difüzyonun plaka yüksekliğine katkısının elüentin doğrusal hızıyla ters orantılı olduğunu belirtmek önemlidir. Bu, akış hızı yüksek olduğunda analitin kolonda daha az zaman geçirdiği ve bandın merkezinden kenarlara difüzyonun gerçekleşmesi için daha az zamana sahip olduğu ve uzunlamasına difüzyonun bant genişlemesi üzerindeki etkisini azalttığı anlamına gelir.