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Chromatographie

Chromatographie

But : séparation des composants chimiques dans un mélange par la migration sur la phase mobile (liquide ou gaz) et la phase stationnaire (papier ou gélatine). Il existe deux types de chromatographies : analytique - identification des composants dans un mélange, et préparatoire - purification des constituants.1


Principe : La migration des composants se fait selon leur affinité à la phase. La vitesse de migration caractéristique à chaque composant permet d’effectuer la séparation. L’échantillon avec des composants est dissous par une phase mobile et est entraîné à travers la phase stationnaire. Il existe plusieurs interactions entre les composants du mélange et la phase, notamment :

Chromatographie d’adsorption - chromatographie avec une phase stationnaire solide avec des propriétés absorbantes et une phase mobile liquide. La séparation s’effectue selon la force d’absorption de la phase solide et la force d’élution de la phase mobile liquide.

 

Figure 1 : Principe de la chromatographie à deux dimensions sur papier

 

chromatographie.webp

https://www.universalis-edu.com/medias/media/chromatographie-sur-papier-v050761

Chromatographie de partage - séparation dans deux phases liquides non miscibles.

Chromatographie à échange d’ions - séparation selon les groupes chargés. La phase stationnaire est une matrice immobile avec des charges opposées à celles de l'échantillon. Les groupes ionisés de l’échantillon sont retenus sur la phase stationnaire suite à leur interaction avec les charges opposées. On utilise les contre-ions pour la phase stationnaire et mobile afin d'équilibrer des charges. Cette interaction résulte d'une mise en jeu de loi de Coulomb.

 

Figure 12 : Illustration de la chromatographie échangeuse d'ions : schéma de l'échange anionique

Schéma_de_l'échange_anionique.jpg

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/7b/Sch%C3%A9ma_de_l%27%C3%A9change_anionique.jpg/500px-Sch%C3%A9ma_de_l%27%C3%A9change_anionique.jpg

Selon les types des phases, on distingue les catégories suivantes : 

  1. Le mélange à analyser est déposé sur la plaque chromatographique (exemple : plaque d’aluminium recouverte de gel de silice ou d'un papier filtre)
  2. La plaque est mise en contact de l'éluant (c'est un solvant, exemple : dichlorométhane)
  3. L'éluant migre de bas en haut par capillarité
  4. Les composants du mélange déposés migrent vers le haut suite à la migration de l'éluant
  5. Chaque composant migre différemment selon sa taille, il s'agit de la migration différentielle
  6. Ensuite, on effectue l'analyse comparative

N'oubliez pas de mettre les témoins sur la ligne de dépôt

Il existe de nombreux révélateurs (exemple : la vanilline)

Liste des révélateurs selon les composés à détecter

On peut également révéler la migration avec des UV avant de faire une révélation chimique.

N'oubliez pas de fixer des rideaux et de porter des lunettes de protection lors de l'utilisation des UV


Figure 23 : Boite en bois équipée d’une lampe UV

  1. L'échantillon est dilué dans un étalon inerte de concentration connue --> gaz vecteur
  2. Le mélange liquide est placé dans une chambre à haute température pour la vaporisation
  3. A la sortie de la chambre, les composants gazeux sont entrainés par la phase mobile - un courant de gaz inerte
  4. La phase stationnaire utilisée est la colonne polaire (remplie ou capillaire)4
    La vitesse de migration est associée à l'affinité du composé à la phase stationnaire ou à la phase mobile
  5. Analyse comparative par chromatogramme. L'apparition des pics est corrélée avec la vitesse de migration
  6. Détermination de la concentration de l'espèce identifiée en se basant sur la valeur de l'aire de pic

Figure 34 : Chromatogramme d'un mélange d’alcanes

chromatogramme_c.png

https://culturesciences.chimie.ens.fr/sites/default/files/2021-05/chromatogramme_c.png

  1. Dissolution du mélange dans un solvant approprié.

     

  2. Introduction de l’échantillon

    • Injection de l'échantillon dans le système chromatographique.chromatographique

  3. Transport de l’échantillon

    • La phase mobile (solvant ou mélange de solvants) est pompée à travers la colonne.colonne

  4. Séparation des composants

    • Les composants sont séparés dans une colonne remplie de phase stationnaire solide ou liquide immobilisée.e

    • Les composants interagissent différemment avec la phase stationnaire, entraînant leur séparation selon leur affinité.

  5. Détection des composants

    • Les composants séparés passent par un détecteur (UV-Vis, fluorescence, etc.).

    • Un chromatogramme est généré, où chaque pic représente un composant distinct.

  6. Analyse des résultatsdistinct

    • Identification des composants par comparaison des temps de rétention avec des standards.
    • Quantification des composants en mesurant la surface ou la hauteur des pics sur le chromatogramme.

 

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Références : 
  1. https://fr.wikipedia.org/wiki/Chromatographie
  2. https://www.maxicours.com/se/cours/realiser-une-chromatographie-sur-couche-mince--seconde--physique-chimie/
  4. https://culturesciences.chimie.ens.fr/thematiques/chimie-analytique/chromatographie/la-chromatographie-en-phase-gazeuse-principe
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