Chromatographie - gyci.educanet2.ch

1 Chromatographie La Chromatographie est une m thode d'analyse et de s paration apparue au d but du 20 me si cle, initialement pour s parer des colorants v g taux comme la chlorophylle. khr ma = couleur graphein = crire signifie en grec crire en couleur . L'enti re port e de cette m thode sous ses diverses formes ( Chromatographie sur papier, en couche mince, en phase gazeuse ou liquide) n'a toutefois t r alis e que plus r cemment, lorsque les premi res s parations de m langes incolores et sp cialement de substances naturelles (acides amin s, hormones, vitamines) furent concr tis es avec succ s. Les m thodes modernes ont aujourd'hui atteint un niveau de perfectionnement tel qu'une vaste application dans tous les domaines de la chimie est devenue possible. Toute m thode de Chromatographie est bas e sur la distribution des substances s parer entre deux phases. La phase mobile s' coule au long d'une phase stationnaire. Selon leur affinit , les substances en solution sont plus ou moins retenues par la phase stationnaire, ce qui rend possible leur s paration.

2 Il existe plusieurs applications pratiques, les phases peuvent en particulier tre solide, liquide ou gazeuse. Chromatographie sur couche mince. La substance se trouvant dans la phase mobile liquide est adsorb e la surface d'une phase stationnaire solide. Par le flux de la phase mobile, la substance adsorb e sur la phase stationnaire est partiellement redissoute ( lu e), puis . nouveau adsorb e un peu plus loin, et ainsi de suite. Ce processus est donc une succession d' quilibres d pendant de : la nature de la phase stationnaire (agent adsorbant). la solubilit des substances s parer dans la phase mobile l'affinit de la substance pour la phase stationnaire Lorsqu'une substance est adsorb e de fa on irr versible, elle reste au point de d part. Si elle n'est au contraire pas adsorb e du tout, elle migre avec le front de l' luant. Phase stationnaire On utilise comme phase stationnaire un agent adsorbant insoluble dans la phase mobile. Sa capacit d'adsorption d pend de sa surface et de son type d'activit.

3 Exemples d'agents adsorbants min raux : gel de silice oxyde d'aluminium (alumine) silicate de magn sium (Florisil). organiques : cellulose en poudre polyamide Gymnase de la Cit , travaux pratiques de chimie Phase mobile La phase mobile liquide est d nomm e luant ou solvant d' lution. Elle doit tre chimiquement inerte vis- -vis de l' chantillon s parer. Le choix de l' luant se base sur l' chelle de polarit ; il est dict en fonction des trois principaux crit res : - polarit du m lange s parer - activit de la phase stationnaire - polarit de l' luant Sur la couche mince d'adsorbant, on applique une faible quantit de m lange sous forme de solution dilu e. Pour le d veloppement du chromatogramme, la plaque de Chromatographie est ensuite plac e dans une cuve au fond de laquelle se trouve l' luant (phase mobile). Ce dernier se d place progressivement sur la couche d'adsorbant par effet capillaire et entra ne diff rentes distances les constituants du m lange, ce qui provoque la s paration.

4 Les substances sont visualis es sous lumi re ultraviolette ou par r action avec un r v lateur sp cifique atomis sur la couche mince. Plaque de Chromatographie En Chromatographie sur couche mince, l'adsorbant est appliqu sous forme d'une couche de p te paisse d'environ mm sur une plaque de verre ou sur une feuille de plastique. Apr s l' tendage la machine, cette couche est s ch e et ventuellement activ e par chauffage temp rature lev e. Choix de la plaque Il existe des plaques avec les agents adsorbants et les activit s les plus divers. Pour trouver celle qui permet d'atteindre au mieux le but recherch , il est g n ralement n cessaire d'effectuer des essais pr liminaires. Les travaux de routine sont effectu s sur plaques commerciales ; environ 80% des s parations peuvent tre effectu es sans probl me sur du gel de silice. Pr paration d'une plaque On utilise le crayon papier pour tous les marquages, comme la l gende, la ligne de d part ( 2 cm du bord inf rieur), le rep re de t te et le front r el.

5 Il importe de ne pas endommager la couche d'adsorption pour permettre un flux r gulier de l' luant. L' luant L' luant est le solvant qui, lors de la Chromatographie , migre lentement le long de la couche adsorbante et entra ne les composants de l' chantillon. On effectue g n ralement le premier essai pr liminaire avec un solvant apolaire pour lequel la force d'adsorption de la phase stationnaire est maximale. La s paration de substances faiblement adsorb es est ainsi possible. En suivant l' chelle migratoire (s rie luotropique) avec des luants de polarit croissante, les substances fortement adsorb es se mettent aussi se d placer. Si l'on n'obtient pas de r sultats satisfaisants avec des solvants purs, des m langes peuvent mener au but. On utilise comme luants des m langes de deux solvants ou plus de polarit s diff rentes. Les composants des m langes ne doivent pas r agir entre eux ; on pr pare un nouveau m lange juste avant chaque chromatogramme. Gymnase de la Cit , travaux pratiques de chimie Chromatogramme d'essai sur couche mince Il s'agit de trouver un luant qui s pare bien les substances, sans que celles-ci ne restent au point de d part ni n'avancent au front.

6 La forme des taches devrait tre la plus circulaire possible. Cuve de d veloppement La cuve de d veloppement en verre est munie d'un couvercle. L' luant est vers au fond sur une hauteur ne d passant pas 1 cm, pour viter que l'endroit o la substance a t appliqu e ne plonge dans l' luant On ferme la cuve et on attend environ 30 minutes que le syst me soit satur de vapeurs. chelle de polarit des luants n-hexane cyclohexane Dans une s rie homologue, la polarit t trachlorure de carbone diminue avec le nombre croissant tolu ne chlorure de m thyl ne d'atomes de carbone ; le nombre de chloroforme groupes fonctionnels et leurs ther diisopropylique interactions ventuelles doivent ac tate de butyle galement tre pris en consid ration. l-octanol (source : J-Iandbook of Chemistry and ther di thylique Physics, Dielectric Constants) ac tate d' thyle 1-butanol A droite, S rie luotropique selon E. isobutanol von Arx (Ciba-Geigy, table abr g e) t trahydrofuranne 1,4-d ioxanne Ces donn es g n rales se rapportent 1-propanol aux phases stationnaires polaires telles thanol le gel de silice et l'alumine; selon le acide ac tique type, des l g res d viations de la s rie ac tonitrile m thanol luotropique sont parfois constat es.

7 Acide formique Polarit croissante, formamide pouvoir luant accru eau Facteur de r tention (Rf). Pour des conditions donn es, la migration d'une substance donn e est toujours dans un m me rapport. On d fini ce rapport comme la distance x parcourue par la substance sur la Rf =. distance parcourue par le front de l' luant. y Gymnase de la Cit , travaux pratiques de chimi