Il volume di ritenzione è il volume di fase mobile necessario per eluire una sostanza da una colonna cromatografica
La cromatografia è un processo in cui i soluti sono in uno stato di continuo assorbimento e desorbimento dalla fase mobile a quella stazionaria. Poiché la ritenzione dei soluti da parte della fase stazionaria è caratteristica della loro composizione, si rendono necessari approcci per misurare il tempo o il volume di eluizione.
Le separazioni cromatografiche sono governate dal coefficiente di distribuzione dei soluti quando si ripartiscono tra fasi mobili e stazionarie
Ritenzione cromatografica
Fattore k
Durante l’eluizione, le molecole di soluto sono in continuo movimento, muovendosi lungo la colonna. Il fattore di ritenzione è dato dal rapporto tra è il tempo totale trascorso da un soluto nella fase stazionaria ts e il tempo totale nella fase mobile tm
k = ts/tm
Fattore di ritenzione
Il fattore di ritenzione, utilizzato anche nella cromatografia su carta e su strato sottile è dato da:
Rf = do/dr
dove do è la distanza di migrazione del fronte del solvente misurata dal fondo della lastra a contatto con il solvente, e dr è la distanza di migrazione della macchia di soluto sulla lastra o sulla carta.
Ritenzione R
Il parametro di ritenzione R è definito come il rapporto tra il tempo che un soluto trascorre nella fase mobile t0 rispetto al tempo totale in cui rimane nella colonna tr :
R = t0/tr
Moltiplicando numeratore e denominatore per la portata F si ha
R = Ft0/Ftr = Vm/Vr (1)
R è anche equivalente alla quantità di soluto nella fase mobile in un dato momento rispetto alla quantità totale iniettata:
wt = wm + ws , dove wm è la massa del soluto nella fase mobile e ws quello nella fase stazionaria.
Pertanto:
R = wm /wt = wm/ wm + ws (2)
Poiché la massa è data dal prodotto tra la concentrazione e il volume si ha:
mm = Vm· cm e ms= Vs · cm (3)
Sostituendo i valori della (3) nella (2) si ha:
R = Vm· cm/( Vm· cm)+( Vs· cs)
Dividendo numeratore e denominatore per cm e ponendo cs/cm = K si ha:
R = Vm/ Vm + KVs (4)
Volume di ritenzione
Uguagliando le equazioni (1) e (4) si ottiene
Vm/Vr = Vm/ Vm + KVs
Risolvendo rispetto a Vr si ha:
Vr = Vm(Vm + KVs)/Vm = Vm + KVs
Questa equazione è una delle relazioni più importanti in cromatografia. In essa appare infatti che il volume di ritenzione di un soluto è semplicemente la somma di due volumi ovvero il volume della fase mobile Vm e la frazione della fase stazionaria, KVs. Nella cromatografia il meccanismo di separazione è definito da K e le proprietà della colonna da Vs e Vm .