Qual o resultado esperado de uma separacao de uma mistura, contendo as mesmas substancias químicas, quando injetada em colunas de mesma fase estacionaria, mas de tamanhos de partículas diferentes? Por que?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pergunta o que muda na separação de uma mistura idêntica quando a gente usa colunas com a mesma fase estacionária, mas com tamanhos de partícula diferentes. Isso é cromatografia líquida e a ideia é entender como o tamanho das partículas afeta a “eficiência” da coluna (quantas placas teóricas ela faz) e, por consequência, a resolução entre os picos. Pra resolver, a gente vai precisar falar do número de pratos teóricos (N), do HETP (H) e da famosa equação de Van Deemter.
Passo 2
Antes de tudo, vamos à teoria básica:
- Número de pratos teóricos (N): mede a “qualidade” da coluna. Quanto maior N, melhor a separação.
- HETP (H, “height equivalent to a theoretical plate”): é o tamanho de cada prato. Eles se relacionam por
onde
é o comprimento da coluna. Menor
→ mais pratos (N maior).
- Equação de Van Deemter: mostra como
depende da velocidade do eluente ( ) e dos parâmetros da coluna:
O termo
(difusão múltipla ou eddy diffusion) está ligado ao tamanho da partícula
:
(
é uma constante que depende da geometria do empacotamento).
Passo 3
Agora, o truque: se você troca o tamanho de partícula, só o termo
muda diretamente.
- Para partículas menores (
↓), o termo fica menor, logo diminui. - Como
, uma queda em faz subir. Mais pratos = picos mais estreitos.
E como a resolução (
) entre dois picos é dada aproximadamente por
a coluna com partículas menores vai separar melhor (maior
), enquanto a de partículas maiores perde resolução.
Passo 4
Em linguagem de amigo: com partícula pequena, as moléculas “vagueiam” menos por caminhos tortuosos (menor A), a banda do pico fica mais fininha e tudo fica mais separado. Com partícula grande, rola mais dispersão interna, o pico alarga e os compostos podem até encostar um no outro.
Resposta
Coluna com partículas menores dá picos mais estreitos, maior número de pratos teóricos (N) e, portanto, melhor resolução. Coluna com partículas maiores apresenta menor eficiência (N menor), picos mais largos e resolução mais baixa.