11.6 : Efficacité de la colonne: théorie des plateaux

L'élargissement de bande dans une colonne de chromatographie est mesuré par son efficacité. Celle-ci est déterminée par le nombre de plateaux théoriques (N). La théorie des plateaux théoriques stipule qu'une colonne de séparation est constituée d'une série continue de plateaux imaginaires où l'équilibrage des solutés se produit entre les phases stationnaire et mobile.

Un nombre plus élevé de plateaux théoriques signifie une meilleure efficacité de la colonne et des capacités de séparation améliorées. La hauteur des plateaux affecte la bande passante et la qualité de la séparation; elle est inversement proportionnelle à l'efficacité de la colonne. Le nombre de plateaux théoriques (N) est calculé comme la longueur de la colonne (L) divisée par la hauteur des plateaux (H), comme indiqué dans l'équation:

La minimisation de H est essentielle pour obtenir une meilleure efficacité et réduire la longueur de la colonne.

Les hauteurs des plateaux varient pour différents solutés en raison de coefficients de diffusion différents. Elles vont de 0,1 à 1 mm en chromatographie gazeuse, d'environ 10 µm en chromatographie liquide haute performance et de moins de 1 µm en électrophorèse capillaire.

L'efficacité de la colonne peut être définie comme la variance par unité de longueur, car les bandes chromatographiques ont souvent des formes gaussiennes. Le nombre de plateaux théoriques est également lié au temps de rétention et à la largeur du pic à la base ou à mi-hauteur. Il est important de noter que les plateaux théoriques sont un concept abstrait et que leur nombre dépend des propriétés de la colonne et du soluté, ce qui les rend variables pour différents solutés.

Dans les colonnes remplies, la hauteur équivalente à un plateau théorique (HETP) est un paramètre précieux représentant les performances de la colonne. HETP indique la longueur de colonne nécessaire pour un plateau théorique et est essentielle pour la conception et l'évaluation de l'efficacité de la colonne remplie. Une valeur HETP inférieure signifie une efficacité de colonne plus élevée et des capacités de séparation améliorées.