Bagaimana proses pengembangan elusi (elution development) secara termodinamika terjadi?

Proses kesetimbangan antara kedua fase merupakan hal yang rumit, tetapi penjelasan sederhana adalah sebagai berikut. Distribusi energi kinetik dari molekul sampel yang berada dalam fase diam dan fase gerak terlihat dalam Gambar 1A dan 1B. Molekul sampel meninggalkan fase gerak pada saat energi kinetic molekul sampel sama dengan atau lebih besar dari energi potensial interaksi molekul sampel dengan fase diam.

 

Distribusi energi kinetik antara molekul yang berada dalam fase diam pada temperatur tertentu T, dapat dianggap mempunyai bentuk kurva Gaussian seperti yang terlihat dalam Gambar 1A. Fungsi disribusi lain mungkin lebih sesuai, tetapi bentuk asal dari fungsi yang digunakan tidak akan berpengaruh pada penjelasan berikut dan karenanya, untuk penyederhanaan, diasumsikan sebagai fungsi Gaussian.

Jumlah molekul pada batas permukaan (N₁) yang mempunyai energi kinetik lebih dari energi potensial interaksi molekul sampel dengan fase diam (EA), (yaitu molekul-molekul yang digambarkan dengan daerah berwarna merah dalam kurva distribusi) akan meninggalkan fase diam dan masuk ke dalam fase gerak. Molekul-molekul yang memiliki energi kurang dari (EA) akan tertinggal dalam fase diam.

Distribusi energi molekul sampel dalam fase gerak terlihat dalam Gambar 1B.Distribusi kembali dianggap sebagai bentuk Gaussian dan terilihat bahwa jumlah molekul (N₂) yang menumbuk permukaan yang mempunyai energi kurang dari (EA) (yaitu daerah warna merah Gambar 1B) akan tinggal dalam fase diam, sedangkan molekul lain yang mempunyai energi lebih tinggi dari (EA) akan menabrak permukaan fase diam dan memantul.

Pada kenyataannya, beberapa molekul mungkin memantul, beberapa molekul yang lain membagikan kelebihan energi mereka ke molekul sampel yang lain yang akan menambah energi molekul terebut sehingga cukup untuk masuk ke dalam fase gerak. Pada kasus yang lain, efek netto adalah sama; tidak akan terdapat transfer molekul jika energinya terlalu besar. Pada kondisi kesetimbangan,

 

N₁=N₂

Penjelasan dinamika kesetimbangan sampel ini terlalu disederhanakan, tetapi cukup akurat untuk pembaca agar dapat memahami prinsip dasar distribusi sampel diantara kedua fase.

Bagaimana distribusi molekul sampel dalam fase gerak gas dan fase diam cair. Jika temperatur dinaikkan, kurva distribui energi dalam gas akan bergerak pada kisaran energi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, jika temperatur kolom dinaikkan, semakin banyak molekul sampel dalam fase diam akan secara acak memperoleh eneri yang cukup untuk meninggalkan fase diam dan masuk ke dalam fase gas.Oleh karena itu, koefisien distribusi dari semua solut dalam fase diam akan turun apabila temperatur meningkat dan terlihat bahwa kenaikan temperatur akan menyebabkan kecepatan pergerakan pita dari semua sampel meningkat.