خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: أدخل زمن الاحتفاظ للقمة الأولى (tR1) والثانية (tR2) بوحدة الزمن (دقيقة أو ثانية). يمثل زمن الاحتفاظ الوقت الذي تستغرقه المادة للخروج من العمود بعد الحقن. الفرق بين الزمنين (ΔtR) يعكس مدى فصل المادتين: كلما زاد الفرق، كان الفصل أسهل. يتم قياسه من نقطة الحقن إلى ذروة القمة.
الخطوة الثانية: أدخل عرض القمة الأولى (w1) وعرض القمة الثانية (w2) عند القاعدة (بين نقاط التقاطع مع خط الأساس). العرض يقاس بنفس وحدة الزمن. في الكروماتوغرافيا المثالية، عرض القمة مرتبط بعدد الصفائح النظرية: N = 16(tR/w)². لذا فإن عرض القمة يؤثر بشكل مباشر على الاستبانة.
الخطوة الثالثة: أدخل طول العمود (L) بوحدة الطول (سم أو متر). طول العمود ليس جزءاً من معادلة الاستبانة الأساسية، لكنه يستخدم لحساب عدد الصفائح النظرية (N = 16(tR/w)²) ومن ثم استبانة العمود عبر معادلة بيسيت-تومسون: Rs = (√N/4)(α-1/α)(k2/(1+k2)). لاحظ أن الاستبانة تتناسب مع √N، لذا زيادة طول العمود (وبالتالي N) تحسن الاستبانة بنسبة الجذر التربيعي.
الخطوة الرابعة: سيتم حساب الاستبانة (R) باستخدام معادلة الاستبانة الأساسية: R = 2(tR2 - tR1)/(w1 + w2). هذه المعادلة تعطي قيمة عدديّة تعبر عن درجة الفصل بين القمتين. يتم عرض النتيجة مع تقييم جودة الفصل: R ≥ 1.5 يشير إلى فصل كامل (خط الأساس منفصل)، R بين 1.0 و1.5 فصل جزئي، R < 1.0 فصل غير كافٍ.
الخطوة الخامسة: تفسير النتيجة وتقديم توصيات. إذا كانت الاستبانة منخفضة، يمكن اقتراح تحسينات: زيادة طول العمود، تحسين انتقائية الطور الثابت، تقليل سرعة التدفق، ضبط تركيبة الطور المتحرك، أو خفض درجة الحرارة. يوضح الحساب أيضاً عدد الصفائح النظرية (N) لكل قمة إذا تم إدخال العرض.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على استبانة الكروماتوغرافيا بخطوات الحل كاملة.
الحل
نحسب الاستبانة أولاً: ΔtR = 6.3 - 5.2 = 1.1 دقيقة، مجموع العروض = 0.4 + 0.5 = 0.9 دقيقة، إذن R = 2 * 1.1 / 0.9 = 2.444. هذه قيمة أعلى من 1.5، مما يعني فصل كامل بين القمتين (خط الأساس منفصل تماماً). لحساب عدد الصفائح النظرية: للقمة A: N_A = 16*(5.2/0.4)^2 = 16*(13)^2 = 16*169 = 2704. للقمة B: N_B = 16*(6.3/0.5)^2 = 16*(12.6)^2 = 16*158.76 = 2540. متوسط N ≈ 2622. لاحظ أن زيادة طول العمود تزيد N خطياً (لأن N = L/HETP)، لكن الاستبانة تتناسب مع √N. هذا المثال يوضح كيف يمكن استخدام المعادلات البسيطة لتقييم أداء العمود.
الحل
أولاً للعمود 15 سم: N1 = L/HETP = 15/0.01 = 1500 صفيحة نظرية. يمكن تقدير عرض القمة من N: w = 4tR/√N، لكن المعطى لدينا العرض بشكل مباشر. نحسب الاستبانة: R = 2*(4.8-4)/(0.3+0.35) = 2*0.8/0.65 = 2.4615. للعمود 30 سم: N2 = 30/0.01 = 3000. الاستبانة الجديدة: نفس الفرق في الزمن والعرض؟ لا، العرض سيتغير لأنه يعتمد على N. العرض الجديد للقمة الأولى: w1' = 4*4/√3000 = 16/54.77 ≈ 0.292، والثاني: w2' = 4*4.8/54.77 = 19.2/54.77 ≈ 0.351. إذن R' = 2*0.8/(0.292+0.351) = 1.6/0.643 = 2.488. الاستبانة زادت قليلاً لأنها تتناسب مع √N (نسبة √(3000/1500) = √2 ≈ 1.414، لكن R زادت بنسبة 2.488/2.4615 ≈ 1.011 فقط، لأن العروض تغيرت قليلاً. هذا يوضح أن تأثير طول العمود على الاستبانة محدود ما لم يتم تحسين الانتقائية أو عامل السعة.