Wie setzt sich die Peakbreite in einem Chromatogramm zusammen?

Die Peakbreite in einem Chromatogramm setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen, die sowohl von der chromatographischen Methode als auch von den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Analyten und der Säule abhängen. Hier sind die Hauptfaktoren:

1. **Diffusion**: Während der Analyten durch die Säule wandern, neigen sie dazu, sich aufgrund der Diffusion zu verbreitern. Dies wird durch die longitudinale Diffusion beschrieben.

2. **Massentransfer**: Unterschiede in der Geschwindigkeit, mit der die Analyten zwischen der mobilen und der stationären Phase wechseln, können zu einer Verbreiterung des Peaks führen. Dies wird als Massentransfer-Widerstand bezeichnet.

3. **Eddy-Diffusion**: Dies bezieht sich auf die unterschiedlichen Wege, die die Analyten durch die Säule nehmen können, was zu einer Verbreiterung des Peaks führt.

4. **Säulenlänge und -durchmesser**: Längere Säulen und größere Durchmesser können zu breiteren Peaks führen, da die Analyten mehr Zeit haben, sich zu verbreitern.

5. **Partikelgröße des Säulenmaterials**: Kleinere Partikelgrößen im Säulenmaterial können zu schmaleren Peaks führen, da sie die Effekte der Eddy-Diffusion und des Massentransfers verringern.

6. **Temperatur**: Die Temperatur kann die Viskosität der mobilen Phase und die Diffusionsraten beeinflussen, was wiederum die Peakbreite beeinflusst.

7. **Flussrate der mobilen Phase**: Eine höhere Flussrate kann die Verbreiterung durch longitudinale Diffusion verringern, aber auch den Massentransfer-Widerstand erhöhen.

Diese Faktoren werden oft durch die Van-Deemter-Gleichung beschrieben, die die Abhängigkeit der Trennleistung (Höhe eines theoretischen Bodens, H) von der Flussrate der mobilen Phase darstellt. Die Van-Deemter-Gleichung lautet:

\[ H = A + \frac{B}{u} + C \cdot u \]

wobei:
- \( A \) der Eddy-Diffusions-Term ist,
- \( B \) der longitudinale Diffusions-Term ist,
- \( C \) der Massentransfer-Term ist,
- \( u \) die lineare Flussrate der mobilen Phase ist.

Durch Optimierung dieser Faktoren kann die Peakbreite minimiert und die Trennleistung der chromatographischen Methode maximiert werden.