Vliv teploty na termodynamický a kinetický aspekt separace solutů byl již diskutován na tomto místě. Retence solutů s rostoucí teplotou klesá a log k je lineární funkcí převrácené hodnoty teploty, T. Tento závěr odpovídá obecnému tvaru van´t Hoffových závislostí pro chromatografický proces:^[1],[2]

kde DH°, DS° jsou entalpie a entropie solutu vdaném chromatografickém systému, R je plynová konstanta a A, B jsou konstanty závislé na chromatografickém systému. Určení fázového poměru vyžaduje ne vždy dostupné informace o stacionární fázi. Bez znalosti fázového poměru nelze určit změnu entropie a lze sledovat pouze rozdíly entropických změn při retenci různých látek. Nelineární van´t Hoffova závislost může indikovat změnu mechanismu retence. Nelinearita může však být také způsobena například fázovými přechody stacionární fáze, přičemž tyto morfologické změny neznamenají nezbytně změnu retenčního mechanismu. Nelinearita způsobená fázovým přechodem nemusí být pozorována v případě proměření závislosti v úzkém intervalu teplot.

Pro logaritmus elučního poměru (selektivitu) r_2,1 v závislosti na teplotě můžeme odvodit následující rovnici:

Kde konstanty A, B jsou konstanty již výše uvedené rovnice. Pro eluční poměr r_2,1 platí:

je-li B₁ > B₂ se stoupající teplotou roste i selektivita dělení;

je-li B1 < B₂ pak se stoupající teplotou klesá selektivita dělení;

je-li B₁ = B₂ pak teplota nemá žádný vliv na selektivitu.

Tyto závěry jsou většinou v dobrém souladu s experimenty, zejména tehdy, je-li teplotní rozpětí poměrně úzké (např. 20-30 °C). Na základě experimentu a výpočtu závislostí pak můžeme predikovat separaci solutů při změně teploty. Jako příklad je možné uvést vliv teploty na selektivitu separace antibiotik monensinu, salinomycinu a narasinu. Z experimentálních dat vyplývá, že selektivita separace je závislá na teplotě pro dvojici solutů salinomycin/monensin, kdy s rostoucí teplotou selektivita roste. naopak teplota nemá žádný vliv na separaci dvojice solutů narasin/salinomycin. Z tabulky je také zřejmá dobrá shoda mezi teorií a experimentálně zjištěnými daty.

Viskozita (charakterizuje tokové vlastnosti kapalin, jednotkou je Pa.s) u kapalin je závislá na teplotě, tlaku a hustotě, s rostoucím tlakem viskozita stoupá. S rostoucí teplotou viskozita klesá a účinnost kolony se zvyšuje jak bude ukázáno dále. K vystižení teplotní závislosti viskozity h se používá vztah:

kde A, B jsou empirické konstanty, charakteristické pro daný solut. Ze vztahu je zřejmé, že s rostoucí teplotou se viskozita h mobilní fáze snižuje. Teplota má vliv na velikost difúzních koeficientů, které jsou funkcí teploty T a viskozity mobilní fáze h:

S rostoucí teplotou tudíž roste difuzní koeficient D_m. Odpor proti převodu hmoty v mobilní fázi - příspěvek H_M klesá se zvyšujícím se difuzním koeficientem D_m:

a z toho vyplývá, že s klesající viskozitou roste účinnost systému.

Praktický příklad vlivu teploty na separaci je ukázán níže, se zvyšující se teplotou se separace neznámé nečistoty zlepšuje (lepší rozlišení R_1,2).

Odkazy

Vliv termostace HPLC kolon

Literatura

[1]. Colin H., Guiochon G.: J. Chromatogr. 158, 183 (1978).

[2]. Jinno K., Ozaki N.: J. Liquid Chromatogr. 7, 877 (1984).

[Top of Page]

Last modified: