11.7 : Kolon Verimliliği: Hız Teorisi

Kromatografinin hız teorisi, elüsyon bantlarının şekilleri ve genişlikleri hakkında nicel bir anlayış sağlar. Bu bantlar, bir kolon içindeki moleküler göçü yöneten rastgele-yürüyüş mekanizmasına dayanır. Kromatografik bantların Gauss profili, kolonda boyunca ilerlerken rastgele moleküler hareketlerin kümülatif etkisinden kaynaklanır.

Elüsyon sırasında, bir çözünen molekül, sabit ve hareketli fazlar arasında sayısız geçiş yaşar ve her fazda düzensiz kalma süreleri sergiler. Bir çözücü bölgesi kolondan aşağıya doğru ilerledikçe, artan dağılma süresi nedeniyle genişliği artar. Bu bölge genişliği, kolon kalma süresi ile doğru orantılı ve mobil faz akış hızı ile ters orantılıdır.

Van Deemter denklemi, mobil fazın akış hızının teorik bir tabakanın yüksekliği üzerindeki etkisini açıklar. Bu denklem üç faktörden oluşur. Bunlar A, B ve C’dir. Faktör A, bir çözünenin paketlenmiş bir kolonu (eddy akımı) geçerken kullanabileceği çoklu yolları temsil eder. Faktör B, yüksek konsantrasyonlu merkezi bölgeler ile düşük konsantrasyonlu çevresel bölgeler arasındaki çözünen madde dağılımından kaynaklanan uzunlamasına (aksiyal) veya moleküler difüzyonu açıklar ve faktör C, sabit ve hareketli fazlar içindeki çözünen maddelerin kütle transferini ifade eder.

Genel olarak, yüksek hareketli faz hızı tabaka yüksekliğini artırır ve bu da bant genişlemesine yol açar.