11.6 : Wydajność kolumny: Teoria półek

Poszerzenie pasma w kolumnie chromatograficznej jest mierzone jej wydajnością. Jest ona określana przez liczbę półek teoretycznych (N). Teoria półek teoretycznych stwierdza, że ​​kolumna separacyjna składa się z ciągłego szeregu półek urojonych, w których następuje równoważenie substancji rozpuszczonej między fazą stacjonarną i ruchomą.

Większa liczba półek teoretycznych oznacza lepszą wydajność kolumny i lepsze możliwości separacji. Wysokość półki wpływa na szerokość pasma i jakość separacji; jest odwrotnie proporcjonalna do wydajności kolumny. Liczba półek teoretycznych (N) jest obliczana jako długość kolumny (L) podzielona przez wysokość półki (H), jak pokazano w równaniu:

Minimalizacja H jest kluczowa dla uzyskania lepszej wydajności i zmniejszenia długości kolumny.

Wysokości półek różnią się dla różnych substancji rozpuszczonych ze względu na różne współczynniki dyfuzji. ​​Wahają się od 0,1 do 1 mm w chromatografii gazowej, około 10 µm w wysokosprawnej chromatografii cieczowej i mniej niż 1 µm w elektroforezie kapilarnej.

Wydajność kolumny można zdefiniować jako wariancję na jednostkę długości, ponieważ pasma chromatograficzne często mają kształty Gaussa. Liczba półek teoretycznych odnosi się również do czasu retencji i szerokości piku u podstawy lub w połowie wysokości. Ważne jest, aby pamiętać, że półki teoretyczne są abstrakcyjnym pojęciem, a ich liczba zależy od właściwości kolumny i substancji rozpuszczonej, co sprawia, że ​​są zmienne dla różnych substancji rozpuszczonych.

W kolumnach wypełnionych wysokość odpowiadająca półce teoretycznej (HETP) jest cennym parametrem reprezentującym wydajność kolumny. HETP wskazuje długość kolumny potrzebną dla jednej półki teoretycznej i jest niezbędny do projektowania i oceny wydajności kolumny wypełnionej. Niższa wartość HETP oznacza wyższą wydajność kolumny i lepsze możliwości separacji.