Kromatografik Ayırma Kuramı
Kromatografik ayırma kuramı, analitlerin nasıl göç ettiğini ve bantların nasıl genişlediğini açıklamakta, bir ayırmanın kalitesini nicelendiren başarı ölçütlerini sunmaktadır.
Tanım
Kromatografik ayırma kuramı, kromatografide analit alıkonmasını ve bant genişlemesini tanımlayan fizikokimyasal prensipler bütünü olup, ayırma performansını alıkonma, seçicilik, verimlilik ve çözünürlük aracılığıyla nicelendirmektedir.
Kapsam
Bu konu, tüm kromatografik yöntemlerde ortak olan kavramsal çerçeveyi: alıkonma faktörü ve dağılım sabiti, seçicilik, verimliliğin plaka modeli, hız kuramının bant genişlemesi açıklaması ve bunları bir araya getiren çözünürlük denklemini ele almaktadır. Gaz, sıvı ve elektroforetik ayırma gibi tekniğe özgü konuların teorik tamamlayıcısıdır.
Temel sorular
- Alıkonma faktörü, seçicilik ve plaka sayısı nasıl tanımlanır ve ölçülür?
- Analitler göç ederken kromatografik bantları hangi fiziksel süreçler genişletir?
- Hız kuramı optimum hareketli faz hızını nasıl öngörür?
- Çözünürlük denklemi verimliliği, seçiciliği ve alıkonmayı nasıl birleştirir?
Temel kuramlar
- Plaka kuramı
- Kolonu bir dizi denge aşaması olarak modellemek, verimlilik ölçütleri olarak teorik plaka sayısını ve plaka yüksekliğini vermektedir; daha keskin, daha çok sayıda plaka daha dar piklere karşılık gelmekte olup, bu kavram Martin ve Synge'in bölme işleminden türemiştir.
- Hız (van Deemter) kuramı
- Hız kuramı, plaka yüksekliğini akış hızıyla değişen girdap difüzyonu, boylamsal difüzyon ve kütle transferi direnci terimlerinin toplamı olarak ifade etmekte, optimal bir hızda minimum plaka yüksekliği öngörmekte ve partikül boyutunun ve difüzyonun verimliliği nasıl sınırladığını açıklamaktadır.
Mekanizmalar
Bir analitin hareketli ve sabit fazlar arasındaki dağılım sabiti, onun alıkonma faktörünü ve dolayısıyla elüsyon süresini belirlemektedir. Seçicilik, iki analit için alıkonma faktörlerinin oranıdır ve kimyadaki farklılıkları yansıtmaktadır. Bantlar göç ederken, dolgu maddesindeki girdap difüzyonu, boylamsal moleküler difüzyon ve fazlar arası sonlu kütle transferi hızları yoluyla yayılmaktadır; hız kuramı bunları plaka yüksekliği olarak toplamaktadır. İki pik arasındaki çözünürlük ise verimlilik, seçicilik ve alıkonmanın etkileşiminden kaynaklanmaktadır.
Klinik önem
Ayırma kuramı, kromatografinin kullanıldığı her yerde pratik yöntem geliştirmeye rehberlik etmekte; farmasötik, çevresel, klinik ve gıda analizleri için gereken çözünürlük ve hızı elde etmek amacıyla kolon boyutlarını, partikül boyutunu ve akış hızını seçmede yol göstermektedir.
Tarihçe
Teorik temel, Martin ve Synge'in 1941 tarihli bölme kromatografisi makalesiyle başlamıştır; bu makale plaka kavramını tanıtmış ve onlara Nobel Ödülü kazandırmıştır. Van Deemter ve arkadaşlarının 1956 tarihli hız kuramı, plaka yüksekliğini fiziksel taşıma süreçleriyle ilişkilendirmiş, Giddings ise daha sonra bant genişlemesinin kinetik kuramını birleştirmiş ve genişletmiştir.
Öne çıkan isimler
- Archer Martin
- Richard Synge
- Jan van Deemter
- John Calvin Giddings
İlgili konular
Temel eserler
- martin1941
- vandeemter1956
- skoog2017
Sıkça sorulan sorular
- Teorik plaka nedir?
- Damıtmadan ödünç alınmış kavramsal bir ayırma verimliliği birimidir; daha fazla teorik plakaya sahip bir kolon daha dar pikler üretmekte olup, plaka sayısı bir pikin alıkonma süresi ve genişliğinden hesaplanmaktadır.
- Kromatografide neden optimal bir akış hızı vardır?
- Hız kuramı, boylamsal difüzyondan kaynaklanan bant genişlemesinin daha hızlı akışla azaldığını, kütle transferi genişlemesinin ise arttığını göstermektedir; bu nedenle plaka yüksekliği en düşük —ve verimlilik en yüksek— ara, optimal bir hızda olmaktadır.