11.6 : Eficiência de Colunas: Teoria dos Pratos

O alargamento de banda em uma coluna de cromatografia é medido por sua eficiência. Isso é determinado pelo número de pratos teóricas (N). A teoria dos pratos teóricas afirma que uma coluna de separação consiste em uma série contínua de pratos imaginárias onde o equilíbrio do soluto ocorre entre as fases estacionária e móvel.

Um número maior de pratos teóricas significa melhor eficiência da coluna e melhores capacidades de separação. A altura dos pratos afeta a largura de banda e a qualidade da separação; ela é inversamente proporcional à eficiência da coluna. O número de pratos teóricos (N) é calculado como o comprimento da coluna (L) dividido pela altura do prato (H), conforme mostrado na equação:

Minimizar H é crucial para obter melhor eficiência e reduzir o comprimento da coluna.

As alturas dos pratos variam para diferentes solutos devido a diferentes coeficientes de difusão. Elas variam de 0,1 a 1 mm na cromatografia gasosa, cerca de 10 µm na cromatografia líquida de alta eficiência e menos de 1 µm na eletroforese capilar.

A eficiência de coluna pode ser definida como a variância por unidade de comprimento, pois as bandas cromatográficas geralmente têm formas gaussianas. O número de pratos teóricos também se relaciona ao tempo de retenção e à largura do pico na base, ou na metade da altura. É importante observar que os pratos teóricos são um conceito abstrato e seu número depende das propriedades da coluna e do soluto, tornando-os variáveis ​​para diferentes solutos.

Em colunas empacotadas, a altura equivalente a um prato teórico (HETP) é um parâmetro valioso que representa o desempenho da coluna. HETP indica o comprimento da coluna necessário para um prato teórico e é essencial para projetar e avaliar a eficiência da coluna empacotada. Um valor de HETP menor significa uma maior eficiência da coluna e melhor capacidade de separação.