Diffusion in Chromatographiesäulen

Bei der Säulenchromatographie trennen sich Analyten auf ihrem Weg durch die Säule in "Banden". Die Brownsche Bewegung der Analytpartikel in der mobilen Phase führt dazu, dass sich die Bande verbreitert und mit einem Gaußschen Profil aus der Säule eluiert.

Eine weitere Ursache für die Bandenverbreiterung ist die longitudinale Diffusion, bei der die sich zufällig bewegenden Analytmoleküle in der mobilen Phase von einem Bereich mit hoher Konzentration in einen Bereich mit niedriger Konzentration in der Säule wandern.

Der Diffusionskoeffizient ist die Proportionalitätskonstante, die die Diffusionsgeschwindigkeit eines Analyten von hochkonzentrierten zu niedrigen Konzentrationen mit der Schärfe seines Konzentrationsgradienten in der mobilen Phase in Beziehung setzt.

Die Diffusionsgeschwindigkeit wird als Fluss ausgedrückt – die Menge an Analyt, die pro Sekunde eine Schicht der Säule durchquert.

Da der Diffusionskoeffizient für ein gegebenes Lösungsmittel in einer gasförmigen mobilen Phase höher ist als in einer flüssigen mobilen Phase, ist der Beitrag der longitudinalen Diffusion zur Bandenverbreiterung in der Gaschromatographie signifikanter als in der Flüssigchromatographie.