11.7 : יעילות עמודה: תיאוריית הקצב

תיאוריית הקצב בכרומטוגרפיה מספקת תובנות כמותיות לגבי הצורות והרוחבים של רצועות האלוציה. רצועות אלו מבוססות על מנגנון ההליכה האקראית השולט בנדידת מולקולות בתוך העמודה. הפרופיל הגאוסי של רצועות כרומטוגרפיות נובע מהשפעתן המצטברת של תנועות מולקולריות אקראיות במהלך התקדמותן בעמודה.

במהלך האלוציה, מולקולת מומס חווה מעברים רבים בין הפאזה הנייחת לפאזה הניידת, ומציגה זמני שהייה בלתי סדירים בכל פאזה. ככל שאזור המומס מתקדם במורד העמודה, רוחבו גדל בשל הזמן המצטבר של הפיזור. רוחב אזור זה הוא ביחס ישר לזמן השהייה בעמודה וביחס הפוך למהירות זרימת הפאזה הניידת.

משוואת ואן דימטר (van Deemter) מסבירה את השפעת קצב הזרימה של הפאזה הניידת על גובה צלחת תיאורטית. משוואה זו כוללת שלושה גורמים: A, B, ו-C.

גורם A מייצג את מספר המסלולים האפשריים למומס הנע בעמודה ארוזה (דיפוזיית מערבולת - Eddy Diffusion).

גורם B מתייחס לדיפוזיה מולקולרית אורכית (צירית) הנובעת מפיזור המומס בין אזורים בעלי ריכוז גבוה במרכז לאזורים בעלי ריכוז נמוך בשוליים.

גורם C עוסק בהעברת המסה של מומסים בתוך הפאזות הנייחת והניידת.

בסך הכול, מהירות גבוהה של הפאזה הניידת מגדילה את גובה הצלחת, וכתוצאה מכך מתרחבת הרצועה.