Edith ANTONOT����� Robert MARCHAL   Jean UMBER

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Chromatographie: th�orie

Bibliographie:

���� "Chimie organique exp�rimentale"

Auteurs: Chavanne, Beaudoin, Jullien, Flamand� . Editeur: Belin

���� "Analyse chimique (m�thodes et techniques instrumentales modernes)"

Auteur: Rouessac . Editeur: Masson

���� "144 manipulations de chimie g�n�rale et min�rale"

Auteur: Defranceschi. Editeur : Ellipses

��������� cours de chromatographie en phase gazeuse de Jean UMBER, professeur au lycee Louis Vincent.

1. Chromatographie: aspects g�n�raux:

1.1. D�finitions:

La chromatographie est une m�thode physique de s�paration bas�e sur les diff�rences d'affinit�s des substances � analyser � l'�gard de deux phases, l'une stationnaire ou fixe, l'autre mobile. Selon la technique chromatographique mise en jeu, la s�paration des composants entra�n�s par la phase mobile, r�sulte soit de leur adsorption� et de leur d�sorption successives sur la phase stationnaire, soit de leur solubilit� diff�rente dans chaque phase.

On d�finit un coefficient de partition K:

K =

On peut classer les m�thodes chromatographiques d'apr�s la nature des phases utilis�es ou celle des ph�nom�nes mis en oeuvre dans la s�paration.

 

Nature des phases:

Phase fixe:

La phase fixe peut �tre solide ou liquide. Les solides, silice ou alumine trait�es, permettent la s�paration des composants des m�langes gr�ce � leurs propri�t�s adsorbantes. Ils peuvent �tre employ�s comme remplissage d'une colonne (chromatographie par gravit� et chromatographie � haute performance ou HPLC) ou �tal�s en couche mince sur une plaque de verre, d'aluminium� ou sur une feuille de mati�re plastique (chromatographie sur couche mince ou CCM)

La phase fixe peut aussi �tre constitu�e par un liquide impr�gnant un support solide ou encore par une cha�ne carbon�e fix�e sur un support (phase greff�e). ainsi en chromatographie sur papier, la phase fixe est form�e par l'eau que les mol�cules de cellulose du papier adsorbent, alors qu'en chromatographie en phase gazeuse, elle est constitu�e d'un liquide peu volatil� et thermiquement stable impr�gnant un granul� poreux.

Phase mobile:

La phase mobile est:

���� soit un gaz (ex: chromatographie en phase gazeuse): la phase mobile est appel�e gaz vecteur ou� gaz porteur.

���� soit un liquide (ex: chromatographie sur papier, couche mince ou colonne): la phase mobile est appel�e �luant.

 

Nature des ph�nom�nes:

On distingue quatre types de ph�nom�nes que nous allons �tudier successivement:

���� chromatographie d'adsorption

��� chromatographie de partage

���� chromatographie ionique

���� chromatographie d'exclusion

1.2. Chromatographie d'adsorption:

�Elle est illustr�e par la s�paration chromatographique classique, sur colonne remplie ou sur couche mince, des compos�s mol�culaires.

a

 

b

�Ph�nom�nes d'adsorption et de partage.

�a) l'adsorption est un ph�nom�ne d'interface � la diff�rence de l'absorption (reproduit avec l'autorisation de M. Lagu�s, L'Actualit� Chimique 1990, (1) p.l7)

b) lorsqu'� la surface du gel de silice on greffe une monocouche d'hydrocarbure, les mol�cules, qui pr�sentent une partie lipophile et l'autre hydrophile, s'orientent � l'interface comme en t�moigne l'exemple de l'orang� d'acridine en phase aqueuse. (Chem. & Eng. News 1991, 69(37) p.25).

 

Polarit� des phases:

Les s�parations sont bas�es sur le principe de polarit� c'est � dire l'existence de dip�les.

Phase mobile:

Le pouvoir �luant d'un liquide d�pend de sa propre polarit�. Les liquides class�s ci-dessous le sont par polarit� croissante. On obtient ainsi une s�rie �luotropique.

���� �ther de p�trole

���� cyclohexane

���� t�trachlorom�thane

���� trichlor�th�ne

���� tolu�ne

���� benz�ne

���� dichlorom�thane

���� �ther di�thylique

���� trichlorom�thane

���� �thanoate d'�thyle

���� pyridine

���� propanone

���� propan-1-ol

���� �thanol

���� m�thanol

���� eau

���� acide �thano�que

Adsorbants:

Les adsorbants figurant dans la liste ci-dessous sont class�s selon l'ordre croissant de leurs forces d'interactions avec des compos�s polaires.

���� Papier, cellulose

���� Kieselguhr, terre de diatom�es

���� Amidon

���� Sucres

���� Talc

���� Carbonate de sodium

���� Oxyde de magn�sium

���� Gel de silice

���� Alumine

���� Charbon activ�

Le gel de silice et l'alumine sont les adsorbants les plus utilis�s. En g�n�ral, plus un adsorbant est actif, plus il retient fortement les compos�s polaires. Il est cependant possible de traiter un adsorbant pour modifier ses capacit�s d'adsorption et ses propri�t�s: Plus la teneur en eau d'un adsorbant est faible (ce qui a pour cons�quence la pr�sence d'un plus grand nombre de sites d'adsorption pour le solut�), plus il est polaire ou actif.

 

Interactions entre le compos� � analyser et les deux phases:

Lorsque les solut�s sont neutres, l'ordre d'adsorption sur un adsorbant polaire comme le gel de silice ou l'alumine est le m�me que celui pr�sent� pour les solvants. Les solut�s apolaires� (ex: alcanes) sont peu adsorb�s alors que les solut�s polaires (ex: m�thanol) le sont fortement.

Par contre, on utilisera de pr�f�rence l'alumine pour s�parer des solut�s basiques comme les amines et le gel de silice pour les ph�nols et les acides car les solut�s acides sont fortement adsorb�s par l'alumine alors que les solut�s basiques le sont par la silice.

1.3. Chromatographie de partage:

Elle est fond�e sur la diff�rence de solubilt� des substances � s�parer dans deux fluides parfaitement miscibles. Elle est mise en pratique en chromatographie sur papier. Un des fluides est un liquide retenu sur un support inerte et constitue la phase stationnaire. L'autre, liquide ou gaz en d�placement, constitue la phase mobile.Le facteur principal qui intervient est le coefficient de partage entre chaque phase.On peut s�parer des solut�s dont les coefficients de partage entre les deux phases sont diff�rents. Les plus solubles dans la phase mobile se d�placent plus facilement que ceux qui le sont moins.

Un autre facteur qui intervient est la polarit� de la phase: ainsi en HPLC on peut utiliser des phases stationnaires peu ou non polaires, la phase mobile �tant polaire (eau ou m�lange eau - m�thanol): on parlera alors de chromatographie de partage � polarit� de phase invers�e.

1.4. Chromatographie ionique:

La phase mobile est une solution tampon aqueuse et la phase stationnaire la plus courante est constitu�e de polystyr�ne sous forme de sph�res de quelques microm�tres de diam�tre, lesquelles ont �t� chimiquement transform�es en surface pour faire appara�tre des sites ioniques. Ces phases permettent l'�change de leurs contre-ions mobiles avec des ions, de m�me signe, pr�sents dans la phase mobile. La s�paration repose sur les coefficients de distribution ionique entre les deux phases.

1.5. Chromatographie d'exclusion:

La phase stationnaire est g�n�ralement un polym�re poreux dont les pores ont des dimensions choisies en rapport avec la taille des esp�ces � s�parer. On r�alise une sorte de tamis � l'�chelle mol�culaire, dit � perm�ation s�lective. Le coefficient de partition s'appelle dans ce cas le coefficient de diffusion. Cette technique est encore appel�e filtration sur gel ou perm�ation de gel selon la nature de la phase mobile (aqueuse ou organique).

Le diam�tre des pores est une caract�ristique de chaque type de gel.

Un m�lange de solut�s de masses molaires variables traverse une �paisseur donn�e de gel: les grosses mol�cules, celles dont le diam�tre est sup�rieur � celui des pores, sont exclues et �lu�es les premi�res; les petites et moyennes mol�cules sont �lu�es plus tardivement, car incluses, leur migration est frein�e en diffusant dans le gel.

La s�paration est donc r�alis�e par le fait que les solut�s sont �lu�s dans l'ordre inverse des masses molaires.

2 Chromatographie sur couche mince (CCM)

2.1.D�finition et appareillage:

La chromatographie sur couche mince (CCM) repose principalement sur des ph�nom�nes d'adsorption : la phase mobile est un solvant ou un m�lange de solvants, qui progresse le long d'une phase stationnaire fix�e sur une plaque de verre ou sur une feuille semi-rigide de mati�re plastique ou d'aluminium. Apr�s que l'�chantillon ait �t� d�pos� sur la phase stationnaire, les substances migrent � une vitesse qui d�pend de leur nature et de celle du solvant.

Les principaux �l�ments d'une s�paration chromatographique sur couche

mince sont:

���� la cuve chromatographique : un r�cipient habituellement en verre, de forme variable, ferm� par un couvercle �tanche.

���� la phase stationnaire : une couche d'environ 0,25 mm de gel de silice ou d'un autre adsobant est fix�e sur une plaque de verre � l'aide d'un liant comme le sulfate de calcium hydrat� (pl�tre de Paris) l'amidon ou un polym�re organique.

���� l'�chantillon : environ un microlitre (�l) de solution dilu�e ( 2 � 5 %) du m�lange � analyser, d�pos� en un point rep�re situ� au-dessus de la surface de l'�luant.

���� l'�luant : un solvant pur ou un m�lange : il migre lentement le long de la plaque en entra�nant les composants de l'�chantillon.

2.2.Principe de la technique.

Lorsque la plaque sur laquelle on a d�pos� l'�chantillon est plac�e dans la cuve, l'�luant monte � travers la phase stationnaire, essentiellement par capillarit�. En outre, chaque composant de l'�chantillon se d�place � sa propre vitesse derri�re le front du solvant. Cette vitesse d�pend d'une part, des forces �lectrostatiques retenant le composant sur la plaque stationnaire et, d'autre part, de sa solubilit� dans la phase mobile. Les compos�s se d�placent donc alternativement de la phase stationnaire � la phase mobile, l'action de r�tention de la phase stationnaire �tant principalement contr�l�e par des ph�nom�nes d'adsorption. G�n�ralement, en chromatographie sur couche mince, les substances de faible polarit� migrent plus rapidement que les composants polaires.

2.3.Applications de la CCM.

Lorque les conditions op�ratoires sont connues, elle permet un contr�le ais� et rapide de la puret� d'un compos� organique. Si l'analyse, r�alis�e avec divers solvants et diff�rents adsorbants, r�v�le la pr�sence d'une seule substance, on peut alors consid�rer que cet �chantillon est probablement pur.

De plus, �tant donn� que la chromatographie sur couche mince indique le nombre de composants d'un m�lange, on peut l'employer pour suivre la progression d'une r�action.

La chromatographie sur couche mince est �galement la technique habituellement employ�e pour rechercher le meilleur solvant, avant d'entreprendre une s�paration par chromatographie sur colonne.

2.4.Adsorbants et plaques chromatographiques.

Par ordre d'importance d�croissante, les adsorbants employ�s en CCM sont : le gel de silice, l'alumine, le kieselguhr et la cellulose.

Les plaques vous seront fournies pr�tes � l'emploi.

2.5.Choix de l'�luant.

L'�luant est form� d'un solvant unique ou d'un m�lange de solvants.

Un �luant qui entra�ne tous les composants de l'�chantillon est trop polaire; celui qui emp�che leur migration ne l'est pas suffisamment.

 

Une m�thode simple pour trouver l'�luant appropri� consiste � pr�parer des solutions de l'�chantillon dans diff�rents solvants, en concentration d'environ 2 � 5% en volume. A l'aide d'une micropipette, on d�pose une goutte de chaque solution sur une plaque, chacune s�par�e d'environ 1 cm. Le meilleur �luant est celui qui, lorsqu'il a termin� sa migration, a entra�n� le solut� � une distance d'environ la moiti� de celle qu'il a parcourue.

Une autre m�thode consiste � d�poser une solution des substances � analyser en plusieurs points, s�par�s d'environ 2 cm. Apr�s s�chage, on applique au centre de chaque point une micropipette remplie de solvant; Apr�s diffusion, l'�luant qui convient s�pare les solut�s.

Choix de l'�luant dans le cas d'analyses :

���� d'hydrocarbures : hexane, �ther de p�trole ou benz�ne.

���� de groupements fonctionnels courants : hexane ou �ther de p�trole m�lang�s en proportions variables avec du benz�ne ou de l'�ther di�thylique forment un �luant de polarit� moyenne.

���� de compos�s polaires : �thanoate d'�thyle, propanone ou m�thanol.

2.6.D�p�t de l'�chantillon.

L'�chantillon est mis en solution (2 � 5 %) dans un solvant volatil, qui n'est pas forc�ment le m�me que l'�luant : on emploie fr�quemment le trichlorom�thane (chloroforme),la propanone ou le dichlorom�thane.La solution est d�pos�e en un point de la plaque situ� � environ 1 cm de la partie inf�rieure.

Il est important que le diam�tre de la tache produite au moment du d�p�t soit faible; id�alement, il ne devrait pas d�passer 3 mm. Ce sont g�n�ralement les d�p�ts les moins �tal�s qui permettent les meilleures s�parations. Pour augmenter la quantit� d�pos�e, il est toujours pr�f�rable� d'effectuer plusieurs d�p�ts au m�me point, en s�chant rapidement entre chaque application plut�t que de d�poser en une seule fois un grand volume d'�chantillon qui produirait une tache plus large.

L'�chantillon est d�pos� � l'aide d'une micropipette ou d'un tube capillaire en appuyant l�g�rement et bri�vement l'extr�mit� de la pipette sur la couche d'adsorbant en prenant soin de ne pas le d�t�riorer. On peut aussi utiliser l'extr�mit�, un peu �mouss�e, d'un cure-dent.

On v�rifie l'identit� des composants pr�sum�s d'un �chantillon, en proc�dant � un d�p�t s�par� d'une solution de chacun d'eux puis � celui de leur m�lange. Ces solutions t�moins permettent de comparer la migration de chaque compos� avec celle de l'�chantillon � analyser.

2.7.D�veloppement de la plaque.

Le d�veloppement consiste � faire migrer le solvant sur la plaque. Dans les analyses usuelles de laboratoire, le principal type de d�veloppement est la chromatographie ascendante : la plaque est plac�e en position verticale dans une cuve et le solvant qui en recouvre le fond monte par capillarit�.

Le niveau de liquide est ajust� � environ 0,5 cm du fond de la cuve; on place souvent du papier filtre contre les parois de la cuve pour saturer plus rapidement la cuve en vapeurs d'�luant et �viter les effets de bords.Pendant le d�veloppement du chromatogramme, la cuve doit demeurer ferm�e et ne pas �tre d�plac�e.

Lorsque la position du front du solvant arrive � environ 1 cm de l'extr�mit� sup�rieure, la plaque est retir�e de la cuve, le niveau atteint par le solvant est marqu� par un trait fin, puis la plaque est s�ch�e � l'air libre ou � l'aide d'un s�choir.

2.8.R�v�lation.

L'identification des substances isol�es se fait selon diff�rentes m�thodes (valable �galement pour la chromatographie sur papier):

���� directement si les substances sont color�es

���� � l'aide de r�v�lateurs si elles sont incolores afin de les transformer en taches color�es; les produits sont souvent d�cel�s par leurs r�actions fonctionnelles classiques: les acides amin�s par la ninhydrine qui donne avec la plupart une couleur bleu-violet, les acides organiques par des indicateurs color�s, les sucres par le r�actifde Molisch qui utilise le pouvoir r�ducteur des sucres. Quelques r�actifs comme l'iode ou le permanganate donnent des colorations non sp�cifiques avec la plupart des compos�s organiques.

���� toutes les ubstances ayant une absorption dans la r�gion au-dessus de 230 nm sont �tudi�es sur des supports additionnn�s de corps fluorescents par irradiation de lumi�re UV � ondes courtes (l_max< 254 nm). L'emploi de couches non additionn�es de produits fluorescents permet aussi� la mise en �vidence de beaucoup de substances dans l'UV � ondes courtes (l_max <254 nm) ou � ondes lon,gues (l_max > 366 nm) par suite de la fluorescence propre des compos�s.

Dans tous les cas, il faut noter les positions des taches color�es juste � la fin de la chromatographie en les cerclant car certains produits disparaissent avec le temps.

2.9.Calcul de R_f (retarding factor ou rapport frontal)

d_i : distance parcourue par le compos� (mesure au centre de la tache)

d_s : distance parcourue par le front du solvant

Pour un couple �luant et support d�termin�, R_f est une caract�ristique de chaque solut� � la temp�rature de l'exp�rience. R_f est toujours ind�pendant dfe la longueur de bande utilis�e.

2.10.Description d'une analyse par CCM selon l'ordre chronologique.

Pr�paration de la cuve chromatographique.

���� Introduire l'�luant ou le m�lange de solvants.

���� Ajuster le niveau � environ 0,5 cm du fond de la cuve.

���� Fermer le r�cipient (la cuve doit �tre satur�e de vapeur de solvant). Pour que la saturation et l'�lution soient plus rapides, on peut placer une bande de papier filtre contre les parois de la cuve chromatographique.

D�p�t de l'�chantillon sur la plaque.

���� Proc�der au nettoyage de la plaque si n�cessaire.

���� Dissoudre l'�chantillon dans un solvant appropri� en solution de 2 � 5 % .

���� D�poser environ 0,5 �l de la solution en un point situ� � 1 cm de� l'extr�mit� inf�rieure de la plaque; le diam�tre de la tache doit �tre d'environ 2 mm���������������������������������������� ���������������������pour la disposition de plusieurs produits.

���� S�cher � l'aide d'un s�choir;�ventuellement faire de nouvelles applications

D�veloppement du chromatogramme.

���� Placer la plaque dans la cuve en position verticale.

���� Refermer le r�cipient.

���� Lorsque le front du solvant se trouve � environ 1 cm de l'extr�mit� sup�rieure de la plaque, la retirer et marquer cette position.(le trait peut �tre trac� � l'avance et servir de rep�re pour arr�ter l'�lution).

R�v�lation et calcul de R_f

���� S�cher la plaque � l'aide d'un s�choir

���� R�v�ler les taches sous une lampe U V ou � l'aide d'un r�v�lateur

���� Cercler les taches et pointer leur centre.

���� Calculer les R_f

3. Chromatographie sur papier:

3.1. Principe de la technique et applications:

La technique ressemble � celle de la CCM mais le principe repose sur des ph�nom�nes de partage. La phase mobile est le plus souvent un solvant organique et l'eau; la phase stastionnaire est constitu�e par l'eau elle-m�me adsorb�e sur la cellulose du papier ou li�e chimiquement � elle. Comme en chromatographie sur couche mince, l'�chantillon, mis en solution, est d�pos� en un point rep�re du papier et le solvant, qui se d�place par capillarit�, fait migrer les composants de l'�chantillon � des vitesses variables selon leur solubilit�. G�n�ralement, les compos�s les plus solubles dans l'eau ou ceux qui forment facilement des associations par liaisons hydrog�ne sont fortement retenus par la phase stationnaire et migrent donc lentement.

Lorsque l'eau est un des solvants de la phase mobile, le ou les solvants organiques doivent y �tre assez solubles. Des produits comme l'acide �thano�que, le propanol, le ph�nol ou la pyridine sont les solvants les plus fr�quemment utilis�s en m�lange avec de l'eau pour d�velopper un chromatogramme.

La chromatographie sur papier est employ�e principalement pour l'analyse de compos�s tr�s polaires, tels les acides amin�s, les sucres et les compos�s polyfonctionnels.

Ses plus grands inconv�nients par rapport � la CCM sont:

���� une dur�e de d�veloppement beaucoup plus longue

���� une s�paration g�n�ralement moins bonne.

3.2. Papier:

On peut utiliser du papier filtre ordinaire, mais il est pr�f�rable de se procurer du papier con�u pour cet usage, ayant un faible taux d'impuret�s et dont les caract�ristiques sont uniformes. Les marques principales sont Whatman, Schleicher et Sch�ll, Durieux, Arches. Il existe huit cat�gories de papier Whatman, class�s selon leur �paisseur, la texture de leur surface et la vitesse avec laquelle l'eau y diffuse. Par exemple le papier Whatman n� 1 est le plus utilis�, mais si on d�sire une grande vitesse d'�coulement, on emploiera le n� 4; le papier n� 20 est tr�s lent, mais il permet une meilleure s�paration , donnant des taches tr�s denses et uniformes.

La description de l'analyse par chromatographie sur papier est identique � celle sur couche mince.

4. Chromatographie sur colonne:

Alors que les autres m�thodes chromatographiques sont habituellement employ�es pour l'analyse et la s�paration de tr�s faibles quantit�s de produits, la chromatographie sur colonne peut �tre une m�thode pr�parative; elle permet en effet la s�paration des constituants d'un m�lange et leur isolement , � partir d'�chantillons dont la masse peut atteindre plusieurs grammes.

Elle pr�sente cependant plusieurs inconv�nients:

���� de grandes quantit�s de solvant sont n�cessaires � l'�lution

���� la dur�e de l'�lution est g�n�ralemnt tr�s grande

���� la d�tection des compos�s exige une attention constante.

Elle est adapt�e � la purification de faibles quantit�s de produit, lorsque les conditions op�ratoires sont au point. Cependant, la m�thode �tant tr�s empirique, sa mise au point n�cessite souvent de nombreux essais.

4.1. Description et principe:

C'est une technique bas�e sur des ph�nom�nes d'adsorption. La phase solide, le plus souvent l'alumine ou la silice, remplit une colonne de longueur et de section variables; l'�chantillon, en solution concentr�e, est d�pos� en haut de la colonne et la s�paration des composants r�sulte de l'�coulement continu d'un �luant, traversant la colonne par gravit� ou sous l'effet d'une faible pression. On peut utiliser comme �luant un solvant unique ou bien accro�tre progressivement la polarit� de l'�luant de fa�on � acc�l�rer le d�placement des compos�s.

Les mol�cules sont entra�n�es vers le bas � des vitesses variables selon leur affinit� pour l'adsorbant et leur solubilit� dans l'�luant. Le chromatogramme se d�veloppe en formant une succession de zones cylindriques qui se s�parent en migrant vers le bas. A mesure que chaque zone s'�coule de la colonne, on la recueille.

4.2. Facteurs dont d�pend la s�paration:

Quatre facteurs interviennent:

���� l'adsorbant

���� l'�luant

���� la dimension de la colonne

���� la vitesse d'�lution

 

Adsorbant:

Le plus utilis� est l'alumine; cependant, on la limitera aux compos�s organiques stables car, sous sa forme basique, elle peut provoquer la d�shydratation des esters par exemple.

Le gel de silice est �galement fr�quemment utilis� pour la s�paration de compos�s qui n'ont pas une stabilit� suffisante pour �tre trait�s par l'alumine.

La granulom�trie de l'adsorbant doit �tre sup�rieure � celle des adsorbants utilis�s en CCM. Leur taille est habituellement comprise entre 50 et 200 �m.

La quantit� d'adsorbant d�pend de la difficult� de la s�paration et de la masse d'�chantillon.On peut consid�rer que pour chaque gramme d'�chantillon, il� faut 30 � 50 g d'adsorbant si la polarit� des composants � s�parer est tr�s diff�rente et jusqu'� 200 g si la s�paration est difficile.

 

Eluant:

L'�luant est en g�n�ral un m�lange de deux solvants. Au d�but de l'�lution, on commence par le solvant le moins polaire qui entra�ne les substances les moins retenues par l'adsorbant (les moins polaires). Ensuite on fait varier la composition de l'�luant en additionnant graduellement le solvant le plus polaire. Ainsi les compos�s les plus polaires, retenus sur l'adsorbant, ne migreront que graduellement vers le bas de la colonne.

 

Dimension de la colonne:

Les colonnes sp�cialement con�ues pour cet usage ont � leur base une plaque de verre fritt� ou de porcelaine qui permet l'�coulement libre de l'�luant tout en emp�chant le passage de l'adsorbant. On peut aussi utiliser une burette, au fond de laquelle on place un tampon de laine de verre et du sable.

La quantit� d'adsorbant est telle qu'il occupe une hauteur �gale � environ 10 fois le diam�tre de la colonne. Il faut �galement pr�voir un espace de 10 cm environ au-dessus de l'adsorbant pour placer le solvant.

 

Vitesse d'�lution:

Elle doit �tre la plus constante possible. Il faut qu'elle soit suffisamment lente pour que le solut� soit au plus pr�s de l'�quilibre entre les phases liquide et adsorb�e. Elle ne doit pas �tre trop lente car sinon les substances diffusent dans le solvant et on obtient des bandes de plus en plus larges et une s�paration m�diocre.

4.3. Remplissage de la colonne:

C'est l'op�ration le plus d�licate car le remplissage doit �tre le plus homog�ne possible et exempt de bulle d'air. Les surfaces inf�rieure et sup�rieure de l'adsorbant doivent �tre parfaitement horizontales. La colonne �tant verticale, le remplissage peut �tre r�alis� selon deux m�thodes au choix.

 

Remplissage par voie humide:

On pr�pare dans un b�cher un m�lange homog�n�is� de l'adsorbant et du moins polaire des solvants utilis� pour le d�veloppement en ajoutant par petites quantit�s l'adsorbant dans le solvant pour obtenir une bouillie suffisamment fluide pour couler facilement.

A l'aide d'un entonnoir, on verse suffisamment de bouillie pour que l'adsorbant qui se d�pose progressivement forme une couche d'environ 2 cm. On tapote les parois de la colonne pour favoriser le tassement de l'adsorbant. On ouvre alors le robinet pour que le solvant s'�coule lentement et on poursuit l'addition de la bouillie homog�n�is�e par portions successives. Quand tout l'adsorbant est introduit, on laisse d�canter jusqu'� ce que le liquide qui surnage soit limpide.

Pendant l'op�ration,on doit veiller � ce que le niveau de solvant soit toujours sup�rieur � celui de l'adsorbant.

 

Remplissage par voie s�che:

La colonne est remplie au deux tiers par le moins polaire des deux solvants et l'adsorbant en poudre est ajout� en portions successives dans la colonne � l'aide d'un entonnoir; pendant l'addition, on frappe continuellement sur les parois pour obtenir un tassement maximal. Quand la premi�re portion forme une couche d'environ 2 cm, on ouvre le robinet pour faire couler lentement le solvant. On termine comme pr�c�demment.

4.4. D�p�t des produits � analyser:

Ils doivent former une zone cylindrique �troite dans le haut de la colonne.

Un liquide est d�pos� tel quel. Un solide sera dissous dans le minimum du moins polaire des deux solvants .

On ajuste d'abord le niveau de solvant pour qu'il soit juste au-dessus de celui de l'adsorbant. A l'aide d'une pipette, on coule l'�chantillon au sommet de la colonne de fa�on uniforme sur toute la surface de la colonne sans la d�former. Si n�cessaire, on ajuste � nouveau, comme pr�c�demment, le niveau de liquide de la colonne : l'�chantillon est ainsi adsorb� uniform�ment au sommet de la colonne. On peut placer un verre fritt� ou une rondelle de papier filtre au-dessus de l'adsorbant pour pr�venir une remise en suspension de l'adsorbant.

4.5. Elution:

On peut alimenter la colonne en continu � l'aide d'une ampoule de coul�e ou bien ajouter manuellement l'�luant. Dans tous les cas, la surface de l'adsorbant ne doit jamais �tre au contact de l'air. En quelques minutes, une colonne laiss�e � sec se d�t�riore: des fissures apparaissent dans la phase fixe et toute �lution ult�rieure se transforme en ruissellement.

Pour la plupart des op�rations, une vitesse de 5 � 50 gouttes � la minute convient (la limite inf�rieure correspond aux s�parations difficiles)

Lorsque l'analyse des fractions est termin�e, on r�unit celles qui correspondent � des produits identiques, en prenant soin d'�liminer celles qui correspondent � des recouvrements de zones. Les substances obtenues de cette fa�on sont g�n�ralement d'une tr�s grande puret�.

5. Chromatographie en phase gazeuse (CPG):

Le principe de la s�paration par C.P.G. consiste � partager l'�chantillon � analyser entre deux phases. L'une de ces phases est un liquide stationnaire uniform�ment r�parti sous forme d'une pellicule mince sur un solide inerte de grande surface sp�cifique, tandis que l'autre phase est un gaz mobile qui s'�coule � travers l'ensemble stationnaire.

5.1.Description d'un chromatographe.

Un chromatographe est constitu� en premi�re approximation de trois organes essentiels :

���� l'injecteur, ���� le d�tecteur, ���� la colonne

 

Injecteur:

Il permet d'introduire un liquide qui doit �tre vaporis� instantan�ment avant d'�tre transf�r� dans la colonne. Sa temp�rature doit �tre sup�rieure d'environ 20�C � la temp�rature du produit le moins volatil.

La figure suivante le repr�sente: le gaz porteur, de pr�f�rence pr�chauff�, entre dans une chambre chauff�e, obtur�e par une pastille d��lastom�re, le septum, qui assure l��tanch�it�. A l�aide d�une seringue hypodermique de petite capacit�, on pique au travers du septum, afin que l�extr�mit� de l�aiguille arrive au-dessous du niveau de l�arriv�e du gaz porteur, puis on pousse le piston pour r�aliser l�injection.

Il faut que la chambre d�injection ait un volume aussi petit que possible, pour limiter les volumes morts du chromatographe.   D'autre part,si on observe des baisses de pression dans le circuit gazeux, cela indique souvent qu�il faut changer le septum, us� par les multiples injections. Il ne faut pas oublier de nettoyer la seringue d�injection avec un solvant volatil apr�s chaque injection, puis de la s�cher convenablement.

 

D�tecteur:

Il permet de mettre en �vidence le passage des diff�rents gaz s�par�s par la colonne. La d�tection peut �tre bas�e sur des techniques de mesures diff�rentes. Le d�tecteur le plus utilis� en CPG est celui � conductibilit� thermique appel� catharom�tre. (cas de notre chromatographe)
Sa temp�rature est g�n�ralement la m�me que celle de l'injecteur.

Catharom�tre

Le catharom�tre est un appareil simple et robuste, � r�ponse universelle, mais relativement peu sensible. Il est fond� sur une comparaison continuelle entre le flux de chaleur emport� par le gaz vecteur pur et le flux de chaleur emport� par le gaz vecteur charg� des mol�cules de solut�. Ces flux de chaleurs sont produits par des thermistances, parcourues par un courant continu de tension fixe, dans une enceinte thermostat�e avec pr�cision.

 

En faisant passer le gaz vecteur contenant les constituants s�par�s sur la cellule du d�tecteur, nous obtiendrons un signal chaque fois que l'un des constituants se pr�sentera dans la cellule car la conductibilit� thermique du gaz vecteur (qui traverse le d�tecteur) varie quand le constituant X traverse le d�tecteur.

L'�l�ment sensible du capteur est un fil de platine parcouru par un courant constant

(I � 1200 mA). Quand l'�quilibre entre l'apport d'�nergie par effet Joule et la dissipation d'�nergie par conduction et rayonnement est atteint, le fil prend une temp�rature d'�quilibre qui est fonction de la conductibilit� thermique du milieu gazeux o� est plac� le fil. Le passage d'un constituant diff�rent dans le d�tecteur va modifier cette conductibilit�, d'o� une variation de la temp�rature du fil et par cons�quent de sa r�sistance �lectrique.

L'�l�ment sensible est incorpor� dans l'une des branches d'un pont de Wheatstone. Dans l'autre branche est plac� un fil absolument identique, mais qui est toujours plac� dans le gaz porteur pur et dont la r�sistance sera donc constante; on constitue ainsi deux cellules, l'une de mesure et l'autre de r�f�rence.

Le pont est mis � l'�quilibre en absence de solut� inject�.

Quand un constituant passe dans la cellule de mesure (port� par le gaz vecteur), un d�s�quilibre apparait. Il est amplifi� et mesur� par l'enregistreur dont la d�viation est proportionnelle � la diff�rence de potentiel apparue.

Pour obtenir la plus grande r�ponse pour un solut� donn�, il est donc n�cessaire qu�il y ait la plus grande diff�rence possible entre la conductivit� de ce solut� et celle du gaz porteur. A cet effet, on utilise pratiquement toujours l�hydrog�ne (danger d�explosion) ou l�h�lium comme gaz vecteur.

D�tecteur � ionisation de flamme.

C�est un d�tecteur beaucoup plus sensible que le catharom�tre, mais moins universel, car il ne donne de r�ponse qu�aux compos�s organiques. Il a aussi l�inconv�nient, contrairement au catharom�tre, de d�truire le solut� qui le traverse, car son principe est de br�ler, dans une flamme d�hydrog�ne, l�effluent apport� par de l�azote (gaz vecteur). Sous l�effet d�un champ �lectrostatique, il se forme des ions carbone de charge positive qui sont pr�cipit�s sur une �lectrode o� ils cr�ent un courant d�ionisation que l�on amplifie gr�ce � un �lectrom�tre amplificateur. Sur un enregistreur, on obtient par cons�quent un signal proportionnel au d�bit-masse du solut� dans le d�tecteur. En fait, il n�est pas exactement proportionnel au nombre d�atomes de carbone du compos� concern�, car il y a une influence d�favorable des autres atomes que C et H. Par contre, il est inutile de placer ce d�tecteur dans une enceinte thermostat�e.

�D�tecteur � capture d��lectrons.

Une source telle que le tritium �ou le �envoie des �lectrons libres dans le d�tecteur. Quand ce d�tecteur est travers� par des substances ayant une affinit� pour les �lectrons libres, il se produit des ions qui, comme pour le d�tecteur � ionisation de flamme, dans le champ �lectrostatique existant, sont recueillis par une �lectrode et forment un courant d�ionisation � amplifier convenablement.

�Performances des d�tecteurs

Catharom�tre	D�tecteur � ionisation de flamme	D�tecteur � capture d��lectrons
1 � 10 ng (tous compos�s)	20 � 100 pg (compos�s organiques)	0,1 pg (compos�s halog�n�s)

�����������

Colonne:

C'est l'organe principal. Elle est constitu�e d'un tube g�n�ralement m�tallique de diam�tre int�rieur de l'ordre du millim�tre. Ce tube contient la phase stationnaire constitu�e par un liquide adsorbant fix� sur un solide inerte ( ex : brique pil�e, alumine etc... soigneusement calibr�e)

On distingue les colonnes � remplissage proprement dit, constitu�es d�une tubulure en verre, acier ou autre m�tal (les plus fr�quentes sont en acier inoxydables), dont les dimensions varient de 2 � 6 mm pour le diam�tre int�rieur et de 1 � 10 m pour la longueur. Le support remplissant la colonne est constitu� de grains dont les dimensions varient de 60 � 70 �m; ils sont � base soit de mat�riau r�fractaire soit de silice. La phase stationnaire est un liquide peu volatil, formant environ 10% de la masse du support non impr�gn�.

Par ailleurs, on utilise des colonnes capillaires, form�es d�un tube de m�tal, de verre, de silice fondue ou de quartz, dont le diam�tre int�rieur est de l�ordre de 0,2 � 0,5 mm et la longueur de 50 � 100 m, ou davantage. L�adsorbant y est fix� sous forme d�une fine couche coll�e � la paroi du tube, ou bien la phase stationnaire est fix�e en film mince, sans support, sur cette m�me paroi. Dans tous les cas, ces colonnes comportent un canal central largement ouvert, offrant peu de pertes de charge � la progression du gaz porteur.

La r�ussite d'une bonne s�paration chromatographique d�pend dans une large mesure du choix de la phase stationnaire.

On distingue les phases apolaires et les phases polaires. Les premi�res sont � base d�hydrocarbures aliphatiques satur�s ou de silicones (squalane, apiezon,...). Les secondes sont des polym�res poss�dant des fonctions polaires: polyols, polyesters, polyamides.

En g�n�ral, les phases polaires retiennent plus les compos�s polaires, alors que ceux-ci sortent plus rapidement des colonnes apolaires que les compos�s du m�me nom.

Les adsorbants les plus classiques sont les adsorbants min�raux, tels le charbon actif, l�alumine, les tamis mol�culaires. Ils sont pratiquement indispensables pour l�analyse des gaz, car ceux-ci sont peu solubles dans les phases stationnaires, et donc mal s�par�s par elles. Cependant, la d�sorption de ces gaz sur les adsorbants est lente, ce qui provoque g�n�ralement des tra�n�es des pics.

On utilise aussi des adsorbants organiques � haut poids mol�culaire. Ce sont des copolym�res (du type styr�ne + divinylbenz�ne). Ils ont l�avantage de permettre toutes sortes d�analyses

�Performances des colonnes.

Une colonne � remplissage bien pr�par�e peut atteindre une efficacit� de l�ordre de 1 500 plateaux th�oriques par m�tre, soit HEPT = 0,66 mm (Voir cette notion dans l'annexe I). Les colonnes capillaires atteignent facilement 2 000 � 10 000 plateaux th�oriques par m�tre, soit HEPT compris entre 0,5 et 0,1 mm.

On ne doit jamais effectuer d�analyse CPG sans avoir stabilis� l�ensemble de l�appareil en d�bit de gaz vecteur et en temp�rature pendant au moins deux heures.

En dehors des p�riodes d�utilisation, les colonnes doivent �tre bouch�es pour �viter l�humidit� pouvant se solubiliser dans la phase stationnaire, ainsi que l�oxydation de celle-ci.

La temp�rature de la colonne est en g�n�ral inf�rieure de 20�C � celle du point d'�bullition du solut� le plus volatil. Plus la temp�rature de colonne est basse, meilleure est la s�paration, mais cela risque d'allonger le temps d'analyse.

Le choix de la phase stationnaire conditionne la bonne s�paration des constituants.Il faudra la choisir polaire ou apolaire en fonction de la nature des substances � s�parer.

Le gaz employ� (phase mobile) est un gaz inerte (h�lium ou azote). Le gaz utilis� par notre installation est l'h�lium. Ce gaz vecteur ou gaz porteur pousse les constituants � travers la colonne. En chaque point de cette derni�re, il se produit un �quilibre entre la fraction du constituant en phase stationnaire et en phase mobile. Il s'agit de chromatographie de partage.

L'ensemble des organes d�crits ci-dessus est plac� dans des enceintes thermostat�es � des temp�ratures programm�es selon la disposition des organes et la nature de l'�chantillon � analyser.

5.2. Analyse qualitative en CPG:

G�n�ralit�s:

Si on injecte un m�lange de plusieurs liquides dans la colonne par l'interm�diaire de l'injecteur, ces liquides sont transform�s en gaz, lesquels sont entra�n�s dans la colonne par le gaz vecteur. La phase stationnaire selon sa constitution, va plus ou moins retenir s�lectivement chacun des produits. Les vitesses de progression seront diff�rentes pour chaque constituant. Nous arriverons ainsi � �luer le m�lange, c'est � dire � s�parer dans l'espace et dans le temps les diff�rents composants du m�lange.

On appelle coefficient de partage K pour un constituant X :

K =

Ce coefficient de partage est un des param�tres qui conditionne la dur�e de parcours de la colonne par le constituant.

Si les autres param�tres (temp�rature, d�bit gazeux) sont constants, alors pour un m�lange � analyser, la dur�e de parcours sera diff�rente pour chaque constituant si leurs coefficients de partage sont diff�rents.

Cette dur�e est appel�e temps de r�tention.

Moyennant un �talonnage pr�alable avec des produits purs, la CPG permet donc l'analyse qualitative des constituants d'un m�lange.

 

Allure du chromatogramme

Un chromatogramme correct est compos� de pics de forme sym�trique, pas trop larges et bien s�par�s.

C'est en jouant sur les conditions op�ratoires que l'on arrive � un tel chromatogramme.

Les facteurs favorables � une bonne s�paration sont :

���� des temps de r�tention suffisamment diff�rents (choix de la colonne)

���� des pics peu �largis.

Diff�rence entre temps de r�tention.

Le principal param�tre est la diff�rence entre les coefficients de partage de chaque constituant. Ce dernier d�pend beaucoup de la temp�rature et de la longueur de la colonne.

Une diminution de la temp�rature du four entra�ne une augmentation du temps de r�tention.

Une augmentation de la longueur de la colonne augmente les temps de r�tention mais s'accompagne souvent d'un �largissement des pics.

Largeur des pics

L'obtention de pics larges est due au fait que les multiples �quilibres de r�partition des constituants entre les deux phases (liquide et gazeuse) durant leur s�jour dans la colonne, au lieu de s'�tablir sur une longueur extr�ment faible de la colonne s'�tablissent en fait sur une longueur non n�gligeable que l'on appelle plateau th�orique.

5.3. Analyse quantitative en C.P.G:

Une fois identifi�(s) le (ou les) solut�(s) int�ressant(s), le chromatogramme permet aussi une analyse quantitative gr�ce � la relation :

mi= Ki Ai

mi : masse du solut� i inject� Ai : aire du pic repr�sentant ce solut� Ki : coefficient de proportionnalit�

Il est donc n�cessaire de d�terminer pour chaque solut� la valeur de K_i

 

K_i d�pend en outre du d�bit gazeux, de la temp�rature du d�tecteur ainsi que de l'intensit� du courant qui le traverse.

 

Mesure de l�aire des pics.

On utilise essentiellement la triangulation manuelle et l�int�gration automatique. (c'est cette derni�re m�thode qui sera utilis�e ici.)

Quand les pics sont tr�s pointus et tr�s �troits, on peut se contenter des mesures des hauteurs� H , alors proportionnelles aux aires.

 

�D�termination du coefficient de proportionnalit�.

Il est impossible avec les chromatographes courants de calculer le coefficient de proportionnalit� par mesure directe de l�aire du pic enregistr� quand on introduit une masse exacte, connue, d�un solut� d�un injecteur. Les seringues d�injection ne permettent pas de rep�rer le volume d��chantillon avec une pr�cision suffisante. On aura donc recours � des m�thodes d��talonnage, qui, comme en analyse qualitative, feront de la chromatographie quantitative un proc�d� relatif vis-�-vis de substances connues. Voici les principales m�thodes utilis�es.

�Normalisation interne.

On consid�re ici, en premi�re approximation, que tous les K_i� sont �gaux (principalement dans les s�ries homologues telles que alcanes, alcools, etc..). On obtient alors les pourcentages en masse de chaque solut� de la mani�re suivante:

�M�thode des ajouts dos�s.

Le principe est le suivant: on prend d�abord le chromatogramme du m�lange de solut�s � �tudier. Admettons que l�on cherche � d�terminer le pourcentage en masse du compos� n� 2. On va obtenir l�aire du pic correspondant� A₂ , et l�on d�termine �galement celle d�un pic voisin, par exemple� A₃. On p�se ensuite exactement une masse� M� de ce m�lange voisine de 1g par exemple. Puis un y rajoute une masse� m₀ �du compos� n�2, connue exactement, voisine de 300 mg environ. Le chromatogramme du nouveau m�lange donne deux aires� A₂�� et� A₃�.

D�montrons maintenant le r�sultat suivant:

Soit� M_0� �la masse initiale de m�lange, et� m_0i� les masses des divers constituants de ce m�lange.� On en p�se exactement une fraction� M� qui contient les masses� m_i� des constituants. Gr�ce � la seringue chromatographique, on injecte dans la colonne une masse m contenant les masses m_i des constituants. Nous allons nous int�resser aux constituants n�2 et n�3. Comme les rapports des masses des constituants d�un m�lange se conservent dans toute fraction de ce m�lange, il vient:���������

���� (1)

A la masse� M �pr�pes�e, on rajoute alors une masse �m_0� pes�e pr�cis�ment de compos� n�2.� En appelant� m�� la masse inject�e et� m�_i les masses des constituants de� m� , il vient:�������������������������������������� ����������� (2)

En admettant que tout ce qui a �t� inject� sort de la colonne, on a :

D�o� nous �liminons les constantes de proportionnalit�:

Le rapport de ces �galit�s donne:

����������������������� (3)

(1) et (2) nous donnent d�autre part:

En combinant (3) et (4), nous obtenons une relation o� seul� m₂ est inconnu:

Le pourcentage en masse de� 2� dans le m�lange est donc:

La m�thode demande une bonne lin�arit� de la r�ponse du d�tecteur chromatographique, ce qui n�est pas toujours le cas. Nous supposerons cependant que le d�tecteur utilis� en TP, le catharom�tre, pr�sente cette qualit�.

��talonnage interne

Dans cette m�thode, on compare individuellement chacun des pics � �valuer au pic d�une substance �talon� E , convenablement choisie, introduite en proportion connue dans le m�lange � analyser. il convient �videmment que le pic �talon ne soit confondu avec aucun des pics du chromatogramme.

On peut �crire:�� ����� ;�� On d�finit alors ���

On calculera donc la r�ponse de chaque solut� concern� par rapport � l��talon. La m�thode est g�n�rale. Elle est pr�cise et reproductible.

Elle suppose n�anmoins le choix d�un �talon qui, outre la n�cessit� de ne pas chevaucher avec les autres solut�s, doit donner un pic de valeur de r�tention proche de celle du pic � mesurer, d�aire approximativement �gale � celle du pic du solut�, et dont la r�ponse doit se situer dans la zone de lin�arit� du d�tecteur utilis�.

Chromatographie:
Liste des exp�riences propos�es

1. Chromatographie sur couche mince (CCM)

���� Isom�risation de l'azobenz�ne

���� S�paration des pigments du paprika

���� Chromatographie de parfums (R�v�lation par les U.V)

���� Chromatographie des produits r�sultant de l'oxydation de l'alcool benzylique (R�v�lation par les U.V)

���� Chromatographie d'acides amin�s r�sultant de l'hydrolyse de l'aspartame (R�v�lation par la ninhydrine)

���� Chromatographie de glucides (R�v�lation par le r�actif de Molisch)

���� Chromatographie de produits odorants

���� Etude par CCM (adsorbant: cellulose) des anthocyanines de fruits et l�gumes

���� CCM "autour de la lavande"

2. Chromatographie sur papier

���� Encres

���� S�paration de cations m�talliques

���� Etude des colorants alimentaires des M et M's

���� Recherche de l'acide malique dans le vin

3. Chromatographie sur colonne

���� S�paration des pigments des feuilles

���� S�paration de colorants

���� S�paration des colorants d'un sirop de menthe

���� D�termination de la "somme des cations" d'une eau min�rale en utilisant une r�sine �changeuse d'ions

���� Exemple de chromatographie d'exclusion

4. Chromatographie en phase gazeuse

���� Etude d'un m�lange d'alcools

���� M�thode de l'�talon interne:

���� Dosage de l'�thanol du vin par CPG

���� Pinacol-pinacolone

5. Une chromatographie que l'on peut porter

���� Chromatographie sur T- shirt

CHROMATOGRAPHIE� SUR� COUCHE� MINCE� (CCM)

1. Isom�risation de l'azobenz�ne:

Bibliographie:

"Chimie organique exp�rimentale"

Auteurs:Blanchard ...Editeur : Hermann

 

Cette r�action peut illustrer le paragraphe sur les r�actions photochimiques et le principe de la vision en option sciences exp�rimentales de 1^�re S.

L'azobenz�ne f--N = N--f est commercialis� sous forme de l'isom�re E. Sous l'action de la lumi�re, il se transforme partiellement en isom�re Z.

Dissoudre 0,1 g d'azobenz�ne dans 4 mL de tolu�ne et verser rapidement la solution dans un tube � essai bouch� et plac� dans un manchon qui le maintient � l'obscurit�.

Avec un capillaire, on d�pose un peu de solution � 1 cm environ du bord inf�rieur d'une plaque de silice pour CCM. La tache doit faire de 3 � 4 mm de diam�tre. On pourra effectuer le d�p�t en plusieurs fois pour �viter l'�talement. Laisser s�cher et �clairer fortement pendant 1 H 30 � 2H � l'aide d'une lampe de bureau.

D�poser ensuite � 2 cm de la premi�re tache et � m�me distance du bord inf�rieur, une tache de solution conserv�e � l'abri de la lumi�re. En �luant au tolu�ne, on observe que la tache qui a �t� �clair�e se d�double: l'isom�re Z form� par photoisom�risation migre plus lentement que l'isom�re E, seul pr�sent dans le produit non �clair� (l'isom�re Z, plus polaire, est mieux retenu par la silice).

On pourra mesurer les R_f correspondant aux deux isom�res.

2. S�paration des pigments du paprika:

Bibliographie:

"Chimie des couleurs et des odeurs"

Auteurs : Capon, Courilleau-Haverlant, Valette� Editeur: Cultures et techniques, IUFM de Nantes

 

Placer dans un ballon de 100 mL, 2 grammes de paprika commercial et 20 mL

de dichlorom�thane. Chauffer � reflux pendant 30 minutes. Filtrer. La solution

obtenue renferme tous les pigments du paprika qui ont �t� extraits par le

dichlorom�thane.

Proc�der � la CCM (3 d�p�ts sur la m�me plaque)

Adsorbant : gel de silice

Eluant� : dichlorom�thane

R�v�lateur: inutile, les pigments apparaissent sous forme de taches color�es que l'on peut facilement identifier.

Questions :

a)Quel est le nombre de pigments du paprika ?

b)Existe-t-il des pigments pr�pond�rants ?

c) Calculer les diff�rents R_f.

Remarques:

On trouve parfois dans un mode op�ratoire de CCM, le conseil suivant: passer les plaques � l'�tuve pour les activer. Cette op�ration a pour effet de d�shydrater la plaque en lib�rant ainsi des groupes -OH r�actifs de l'adsorbant qui seront alors susceptibles de fixer les constituants polaires des m�langes � analyser.

Le paprika contient de nombreux pigments color�s qui sont facilement s�par�s par chromatographie. Par CCM, on obtient une large tache� rouge repr�sentant le pigment majoritaire qui donne au paprika sa couleur rouge sombre. Il est constitu� d'un m�lange d'esters d'acides gras de la capsanthine.

Le paprika contient d'autres carot�no�des que la capsanthine, en particulier:

���� des esters d'acides gras de la capsorbine

 

���� du b- carot�ne:

3. Chromatographie de parfums:

Bibliographie:

"Analyse d'un parfum par chromatographie d'adsorption" BUP n� 684 p 865 � 869

 

Les parfums, les eaux de toilette, sont des m�langes de bases communes qui sont:

���� des essences naturelles (bergamote, citron,rose, cannelle, lavande)

���� des essences de synth�se (tr�s diverses ,permettant d'avoir des "bouquets fleuris")

���� des produits odorants fournis par des animaux: ambre gris, musc, civette, castoreum

Un parfum comporte toujours:

���� un complexe l�ger fruit�, s'�vaporant facilement, destin� � provoquer une premi�re senstion olfactive, passag�re

���� le parfum proprement dit, dont l'odeur ne doit pas �tre fugace et qui r�agit avec la peau de la personne qui le porte, ce qui le personnalise et le fait abandonner ou adopter.

Nous rechercherons dans des eaux de toilette si possible "citronn�es", la pr�sence de citral de formule (CH₃)₂C = CH CH₂ CH₂ C(CH₃) = CHCHO.

Avec l'�luant utilis�, on peut mettre en �vidence la pr�sence de terp�nes lin�aires (C₅H₈)_n� (contenant des "unit�s isopr�niques" CH₂ = C(CH₃) CH =CH₂) pour des R_f� de l'ordre de 0,20 � 0,50.

Adsorbant: silice

Eluant: pour 50 mL d'hexane, 20 mL de chloroforme et 2 mL d'ac�tone.

R�v�lateur: U.V

Proc�der � la CCM en d�posant des taches d'eau de toilette, de citral mis en solution dans un peu d'�luant et �ventuellement d'essence de citron �galement dilu�e dans un peu d'�luant.

Comparer les R_f� des produits obtenus.

4. Chromatographie des produits r�sultant de l'oxydation de l'alcool benzylique (r�v�lation par les U.V)

Bibliographie:

"Physique- chimie , enseignement de sp�cialit�"

Auteurs: Durandeau, Durupthy ....� Editeur : Hachette

 

Lors de l'oxydation de l'alcool benzylique en acide benzo�que, le produit brut obtenu, avant recristallisation, contient diff�rentes impuret�s qui sont

���� l'alcool de d�part non oxyd� ( � l'�tat de traces)

���� le benzald�hyde r�sultant d'une oxydation secondaire

On se propose d'identifier ces impuret�s �ventuelles en r�alisant une chromatographie sur

couche mince. On pourra �ventuellement rechercher aussi la pr�sence de benzald�hyde dans l'essence d'amande am�re.

Pr�parer des solutions � 1 % d'acide benzo�que commercial, de benzald�hyde commercial, d'alcool benzylique commercial et du produit brut (r�sultant de la r�action d'oxydation de l'alcool benzylique), dans l'�ther.

Proc�der � la CCM des quatre solutions pr�par�es et �ventuellement de l'essence d'amande am�re sur la m�me plaque.

Adsorbant : gel de silice sur une plaque sensible aux U.V.

R�v�lateur : lampe U V (cercler les taches sous la lampe)

Eluant�� : cyclohexane/ac�tone (2/1 en volume)

Exploitation:

���� Rappeler la d�finition d'un groupement chromophore.

���� Expliquer pourquoi les diff�rents produits organiques �tudi�s apparaissent sous la forme de taches sombres lors de l'exposition aux radiations U.V..

���� Calculer les diff�rents R_f.

���� Quelles sont les impuret�s contenues dans le produit brut r�sultant de la r�action d'oxydation de l'alcool benzylique ?

���� Justifier la pr�sence de deux taches � partir du d�p�t de la solution �th�r�e de benzald�hyde.

���� Quels corps peut-on identifier dans l'essence d'amande am�re?

 

5. Chromatographie d'acides amin�s r�sultant de l'hydrolyse de l'aspartame:

Bibliographie:

"Etude de l'aspartame"

Concours r�gional des Olympiades de chimie 91/92, centre de Strasbourg

 

"Additifs alimentaires et auxiliaires technologiques; chimie et sant�"

Auteurs: N et M Moll��������� Editeur: Masson

 

"Physique- chimie , enseignement de sp�cialit�"

Auteurs: Durandeau, Durupthy ....� Editeur : Hachette

 

L'aspartame (pouvoir sucrant 200 fois plus important que celui du saccharose), fut d�couvert par hasard en 1969 par J. Schlatter (SEARLE & CO) lors de la synth�se d'un t�trapeptide gastrique destin� � un essai biologique. Le produit interm�diaire de la r�action de synth�se, un dipeptide, constitu� d'acide aspartique et de ph�nylalanine se r�v�la sucr�. Searle essaya de nombreux compos�s de structure voisine, mais d�cida finalement de commercialiser le produit original qui devint connu sous le nom d'aspartame.

Les principales raisons de ce choix sont:

���� aucun des analogues ne pouvait �tre fabriqu� de fa�on plus �conomique.

���� le pouvoir sucrant et la "qualit� go�t" �taient excellents

���� les deux constituants acide aspartique et ph�nylalanine sont m�tabolis�s normalement.

���� Searle a sp�cul� sur le fait que l'aspartame avait une excellente chance de survivre aux tests les plus s�v�res.

Il fut commercialis� sous le nom "Nutrasweet" et a fait l'objet de d�p�t de nombreux brevets. L'expiration des brevets d'exclusivit� de Nutrasweet date de 1987pour le Canada; 1987-1989 pour l'Europe, 1992 pour les USA.

 

Stabilit�:

L'aspartame est l'�dulcorant de synth�se dont la stabilit� a �t� la plus �tudi�e. Ce produit est relativement instable en solution et se d�compose en donnant naissance � un dipeptide: aspartyl ph�nylalanine et � la dic�topip�razine d�pourvue de pouvoir sucrant. Les �tapes de la d�composition thermique de l'aspartame sont repr�sent�es ainsi:

 

Les deux cons�quences de cette d�composition sont:

���� la diminution du pouvoir sucrant

���� l'apparition de produits secondaires dont l'�ventuelle toxicit� a fait l'objet d'�tudes importantes: le m�thanol qui ne devrait pas �tre pr�sent � des doses toxiques, la dic�topip�razine dont les tests de toxicit� se sont r�v�l�s n�gatifs, la ph�nylalanine qui, par sa pr�sence peut provoquer des maladies chez des personnes souffrant de ph�nylc�tonurie.

L'�tiquetage des aliments et boissons �dulcor�es � l'aspartame doit mentionner "contient de la ph�nylalanine".

Les principaux param�tres qui interviennent dans la stabilit� de l'aspartame sont:

���� le temps de stockage (diminution de l'aspartame)

���� l'humidit� (diminution de l'aspartame)

���� la temp�rature (diminution de l'aspartame)

���� le pH a des effets variables.

La meilleure stabilit� de l'aspartame en solution aqueuse � 25�C se situe entre pH 3 et pH 5, conditions r�alis�es dans les boissons carbonat�es type colas, limonades et sodas.

D.J.A (dose journali�re admissible): 0,40 mg/kg p.c.

Hydrolyse de l'aspartame:

En milieu acide, on hydrolyse les fonctions amide et ester de l'aspartame.

Placer dans un ballon 2 comprim�s d'�dulcorant � base d'aspartame et 20 mL d'acide chlorhydrique � 1 mol/L: les comprim�s se dissolvent rapidement. Chauffer � reflux pendant 30 min.

Refroidir sous un courant d'eau froide, puis verser la solution obtenue dans dans un b�cher et la neutraliser avec une solution d'hydrog�nocarbonate de potassium ou de sodium � 10% jusqu'� ce que le d�gagement gazeux cesse.

Chromatographie:

Porter des gants pour la manipulation pour �viter que les acides amin�s de la peau se d�posent sur la plaque.

Adsorbant: silice

Eluant: butan-1-ol/acide ac�tique/eau: 6/2/2

On dispose des solutions suivantes:

���� solution de ph�nylalanine � 1g/L

���� solution d'acide aspartique � 1g/l

���� solution de leucine � 1g/l

���� solution de lysine � 1g/l

���� solution d'aspartame hydrolys�

���� solution fra�che d'aspartame obtenue par dissolution d'un comprim� de 20 mg dans 20 mL d'eau.

A l'aide de capillaires (un par solution), disposer une goutte de solutions de ph�nylalanine, d'acide aspartique, d'aspartame hydrolys�, d'aspartame frais et �ventuellement de leucine et de lysine si l'�dulcorant en contient et si la taille de la plaque le permet.

Eluer.

S�cher la plaque, pulv�riser une solution � 2% environ de ninhydrine dans l'ac�tone, sous la hotte. Chauffer pour faire appara�tre les taches color�es et identifier les acides amin�s pr�sents dans les solutions fra�che et hydrolys�e d'aspartame.

Les r�actions entre la ninhydrine et les acides amin�s sont d�taill�es dans l'annexe (II).

6. Chromatographie de glucides:

Bibliographie:

BUP n� 774 mai 1995 p 960-961

 

"Deuxi�me recueil d'�preuves s�lectionn�es des Olympiades Nationales de la Chimie" p93 � 95

 

"Physique- chimie, enseignement de sp�cialit�"

Auteurs: Durandeau, Durupthy... Editeur: Hachette

 

Pr�parer 100 mL de solutions � 2,5 g.L^-1 de fructose, glucose et saccharose.

Placer 10 mL d'une ampoule de jus de fruit pour b�b� dans une fiole jaug�e de 50 mL et compl�ter au trait de jauge avec de l'eau d�min�ralis�e.

Pr�lever 10 mL de cette solution et les placer dans un ballon. Ajouter 5 mL d'acide chlorhydrique � 2 mol.L^-1 et chauffer pendant 20 min � reflux l�ger.

Eluant: butan-1-ol/ac�tone/eau: 5/4/1

Faire un d�p�t des solutions de glucose, fructose, saccharose, jus de fruits dilu�, jus de fruit hydrolys�.

Eluer .

S�cher la plaque.

R�v�ler la plaque: les taches de sucres n'�tant pas visibles, on utilisera un r�v�lateur, le r�actif de Molisch qui forme des d�riv�s color�s avec les glucides.

Pour cela on pulv�risera du r�actif de Molisch sur les plaques (hotte; gants) et on placera la plaque sur une plaque chauffante ou dans une �tuve jusqu'� obtention de taches color�es.

Mesurer les Rf. Identifier les glucides pr�sents dans le jus de fruit et dans le jus de fruit hydrolys�.

Le r�actif de Molisch est pr�par� ainsi:

0,50 g d'a- naphtol dans 100 mL d'�thanol + 100 mL d'acide sulfurique � 20%

Les r�actions mises en jeu sont �voqu�es dans l'annexe (III).

7. Chromatographie de produits odorants:

Bibliographie:

"Journal of Chemical Education"��� decembre 95 page 1137 � 1138

On peut analyser par chromatographie sur couche mince des produits odorants purs et des m�langes quelconques de ces produits.

On dispose de:

���� citral ou 3,7-dim�thylocta-2,6 di�nal,� Z et E:

���� citronellol ou 3,7-dim�thyl oct-6-�nol:

                                                                                       

 eug�nol ou4-allyl 2-m�thoxyph�nol:

���� limon�ne:

���� linalol ou 3,7-dim�thyloct-2,6-di�ne-1-ol

���� menthol

 

On utilise des plaques de silice.

L'�luant est un m�lange tolu�ne/ac�tate d'�thyle (proportions 90/10 en volume).

Les solutions � analyser sont pr�par�es ainsi:

���� 3 gouttes (si produit est liquide) dans 5 mL de dichlorom�thane

���� 0,05 g (si le produit est solide) dans 5 mL de dichlorom�thane

On pourra r�aliser des m�langes �galement.

On pr�parera deux plaques de CCM identiques car on dispose de deux r�v�lateurs:

���� solution de permanganate de potassium (dissoudre 1,6 g de permangante de potassium et 15 g de carbonate de sodium anhydre dans 100 mL d'eau d�min�ralis�e; v�rifier qu'il n'y a pas formation de dioxyde de mangan�se brun)

���� solution de DNPH (dissoudre 0,1 g de 2,4-dinitroph�nylhydrazine dans 100 mL d'�thanol � 95% et 1 mL d'acide chlorhydrique � 12 mol/L)

Lorque l'�lution est termin�e, vaporiser sur une plaque la solution de permanganate de potassium et sur l'autre la solution de DNPH.

La solution de permanganate de potassium donne des taches brunes (MnO₂) avec tous les compos�s odorants (� v�rifier avec le menthol), tandis que la solution de DNPH ne r�agit qu'avec les compos�s carbonyl�s (citral).

 

L'article du Journal of Chemical Education donne les valeurs des R_f pour de nombreux produits odorants:

citronellal (0,72)- piperonal (0,49)- menthol (0,26)- citronellol (0,20)- 4-allylanisole (0,66)- ac�tate de linalyle (0,55)- carvone (0,45) - cuminald�hyde (0,57)- eug�nol (0,44)- vanilline (0,19) - citral (0,48)- linalol (0,33) - limon�ne (0,72) - anisald�hyde (0,44).

8. Etude par CCM (adsorbant: cellulose) des anthocyanines de fruits et l�gumes:

Bibliographie:

"Journal of Chemical Education"��� Avril 96��������� page 306 � 309

"Chimie des couleurs et des odeurs"��������� Association Cultures et Techniques��������� Nantes

 

Principe:

Les couleurs rose, mauve, violette et bleues des p�tales de fruits et des l�gumes sont dues � la pr�sence d'anthocyanines, qui sont des flavono�des c'est � dire des mol�cules d�rivant du noyau flavone

Ce sont des h�r�rosides substitu�s du cation flavylium:

 

Selon la nature du sucre R₃, on obtient une grande vari�t� d'anthocyanines. Par hydrolyse acide, on peut casser la liason avec le sucre et obtenir des aglycones appel�s anthocyanidines. Il n'existe que 6 anthocyanidines existant � l'�tat naturel:

 

Voici la liste de quelles anthocyanidines pr�sentes dans quelques fruits et l�gumes:

Fruit ou l�gume	pomme	myrtille	airelle	chou rouge	fraise
Anthocyanidine	Cy.	Mv. Pt. Dp.	Cy. Pn. Dp.	Cy.	Pg. Cy.

 

Par chromatographie sur couche mince, on pourra mettre en �vidence le nombre d'anthocyanines pr�sentes dans le fruit et le l�gume et �ventuellement les anthocyanidines obtenues apr�s hydrolyse acide. les compos�s �tant color�s, il ne sera pas n�cessaire d'utiliser un r�v�lateur pour les plaques.

Exp�rience:

Extraction des anthocyanines:

On extrait les anthocyanines en couvrant 5 � 10 g de fruit ou de l�gume (ou de peau de pomme rouge) d'un m�lange m�thanol/acide chlorhydrique concentr� (proportions 99/1 en volume). L'extraction n�cessite environ une heure. Si l'extrait doit subir ensuite une hydrolyse, on pourra le concentrer en utilisant l'�vaporateur rotatif ou en laissant le r�cipient ouvert sous une hotte.

 

Hydrolyse des anthocyanines:

M�langer volume � volume , la solution contenant les pigments pr�c�demment extraits et de l'acide chlorhydrique � 4 mol/L dans un tube � essais que vous munirez d'un r�frig�rant � air. Chauffer au bain-marie � 80�C pendant une dur�e variable (il faut environ 30 minutes pour une hydrolyse partielle et 1 heure pour une hydrolyse totale dans le cas de pomme ou des autres fruits mais plus longtemps pour le chou rouge qui est un diglycoside alors que les autres sont des monoglycosides.

 

Chromatographie sur couche mince:

On utilisera une plaque dont la phase stationnaire est de la cellulose. Il faudra faire plusieurs d�p�ts pour obtenir une tache de petite taille mais bien color�e.

L'�luant est constitu� d'un m�lange acide chlorhydrique concentr�/ acide m�thano�que/eau dans les proportions volumiques 19,0/39,6/41,4.

On observera une ligne de l'�luant moins nette qu'en chromatographie sur couche mince avec support silice.

R�sultats:

On peut mettre en�vidence le nombre d'anthocyanines pr�sentes dans les diff�rents extraits avant hydrolyse et mesurer les R_f correspondant.

L'article du Journal of Chemical Education donne : Pomme (0,47)- Myrtille (0,32 - 0,47 - 0,60)- Fraise (0,44- 0,60) - Airelle (0,49- 0,62) - Chou rouge (0,93).

Les anthocyanidines obtenues apr�s hydrolyse sont moins polaires et migrent moins sur la plaque. On peut mettre en �vidence apr�s hydrolyse, la pr�sence des m�mes anthocyanidines dans des solutions provenant de fruits diff�rents

9. CCM "autour de la lavande":

Bibliographie:

Pr�paration aux Olympiades de chimie (Besan�on 95/96 et Nancy-Metz 96/97)

"Aspic, lavande et lavandin" BUP n� 789 d�cembre 96 p 1941 � 1950

 

On peut:

���� extraire de l'huile essentielle de lavande

���� synth�tiser de l'�thanoate de linalyle, constituant pr�sent dans la lavande et dans la bergamote

���� comparer par CCM: l'�thanoate de linalyle, l'huile essentielle de lavande, le linalol, l'essence de bergamote, un parfum "lavande" (on dispose de ces produits)

Extraction de l'huile essentielle de lavande:

On adaptera le mode op�ratoire au mat�riel pr�sent.

���� R�duire de la lavande en poudre fine (mortier� ou moulin � caf�) pour obtenir environ 200 mL de poudre fine

���� Mettre la poudre dans un ballon de 1 litre contenant environ 600 mL d'eau et r�aliser une hydrodistillation

���� On obtient une fine pellicule d'huile essentielle: on ajoutera quelques spatules de chlorure de sodium pour faciliter la s�paration de l'essence.

���� Introduire le distillat dans une ampoule � d�canter, agiter, laisser reposer. Apr�s s�paration des 2 phases, �vacuer la phase aqueuse puis recueillir l'huile essentielle qui surnage.

���� Si on obtient suffisamment d'huile essentielle, on pourra ajouter une pointe de spatule de sulfate de sodium pour d�shydrater l'huile essentielle.

���� Si la quantit� d'huile essentielle obtenue par hydrodistillation est trop faible, on pourra la r�cup�rer par extraction � l'�ther et �limination ensuite de l'�ther � l'�vaporateur rotatif ou avec deux fioles � vide (une de garde).

Synth�se de l'�thanoate de linalyle:

L'�thanoate de linalyle est un ester pr�sent dans la lavande (de 35 � 55%) et dans la bergamote (de 35 � 45 %). Il peut �tre obtenu par action de l'anhydride �thano�que sur un alcool tertiaire poss�dant des doubles liaisons: le 3,7- dim�thyloct-1,6-di�ne-3-ol ou linalol.

 

Dans la lavande on trouve �galement de l'�thanoate de g�ranyle, qui peut �tre obtenu par action de l'anhydride �thano�que sur le g�raniol ou 3,7-dim�thyloct-2,6-di�ne-1-ol.

���� Introduire dans un ballon 10 mL de linalol et 20 mL d'anhydride �thano�que (sans rincer l'�prouvette gradu�e)

���� Adapter sur le ballon le r�frig�rant � reflux.

���� Mettre en route la circulation d'eau froide.

���� Chauffer � l'aide d'un chauffe-ballon pendant 30 min � partir de l'�bullition.

���� Arr�ter le chaffage, introduire par le sommet du r�frig�rant 25 mL d'eau d�min�ralis�e.

���� Laisser refroidir le contenir du ballon , �ventuellemnt en refroidissant sous un filet d'eau.

���� Tranvaser dans l'ampoule � d�canter

���� Eliminer la phase aqueuse

���� Verser dans l'ampoule � d�canter 20 mL de solution d'hydrog�nocarbonate de sodium � 5%. Agiter. Attention au d�gagement gazeux.

���� Recommencer la m�me op�ration avec 20 mL d'eau d�min�ralis�e.

���� Placer l'ester dans un erlen, ajouter environ 2 g de K₂CO₃ anhydre. Boucher l'erlen et agiter quelques instants pour s�cher la phase organique

���� Recueillir le liquide surnageant.

	linalol	anhydride ac�tique	�thanoate de linalyle
Densit�	0,87	1,08	0,89
Temp�rature d'�bullition	199	139,5	220
Solubilit� dans l'eau	non	oui	non

Caract�risation par C.C.M:

On dispose:

���� d'�thanoate de linalyle pr�par�

���� d'huile essentielle de lavande

���� d'un parfum "lavande"

���� d'essence de bergamote

���� de linalol

Pr�parer un m�lange cyclohexane/ �thanoate d'�thyle (proportions volumiques (8/2)) qui servira � la fois d'�luant et de solvant.

Pr�parer la cuve chromatographique.

Pr�parer les solutions � analyser en mettant dans un tube � essais 3 mL du m�lange cyclohexane/ �thanoate d'�thyle et une goutte du produit �tudi�. Proc�der de la m�me fa�on pour les cinq produits.

Proc�der � la C.CM.

R�v�lation: I₂ (+ sable) dans un flacon bouch�.

Variante:

�L'article du BUP propose de diluer les produits � �tudier � raison de 1 goutte dans 1 mL de dichlorom�thane et d' utiliser le dichlorom�thane comme �luant.

 

CHROMATOGRAPHIE SUR� PAPIER

1. Chromatographie d'encres de feutres:

D�couper une bande de papier Whatman n� 1, suffisamment large pour d�poser toutes les taches de feutres. La bande sera dispos�e en cylindre.

Eluant: butan-1-ol/ �thanol/ammoniac � 2mol.L^-1: 6/2/2

R�aliser la chromatographie.

Application: identifier les colorants purs et les m�langes.

2. S�paration de cations m�talliques:

Bibliographie:

Journal of Chemical Education,� Avril 93

 

Eluant: ac�tone/ acide chlorhydrique � 6 mol.L^-1: 4/1

On dispose de solutions de nitrate, sulfate ou chlorure de nickel, cobalt, cuivre � environ 5.10^-2mol/L.

Faire, � l'aide de capillaires, des taches de chacune de ces solutions et une tache d'un m�lange de ces solutions � environ 1 cm du bord inf�rieur de la bande de papier Whatman n� 1.

Placer le papier sous forme d'un demi-cylindre et �luer (30 � 40 min).

S�cher le papier � l'air libre pendant 10 min avant de le placer dans une chambre � ammoniac ( 5 mL d'ammoniac concentr� dans un b�cher de 30 mL, lui-m�me plac� dans un b�cher sec de 600 mL) sous la hotte.

Quand la couleur bleue caract�ristique de Cu(II) appara�t, enlever la papier de la chambre � ammoniac et appliquer avec soin une goutte de dim�thylglyoxime � l'aide d'un compte-goutte sur la tache initiale de la solution de nickel et sur la tache initiale du m�lange. Une couleur rose indique la pr�sence de Ni(II) .

Placer le papier dans une chambre � sulfure d'ammonium (pr�paration identique � celle � ammoniac). Les cations donnent des pr�cipit�s de couleur brune � noire.

Valeurs indiqu�es dans l'article pour les R_f:

Ni²⁺: 0,08����������������� Co²⁺: 0,35���������������� Cu²⁺: 0,60

3. Etude des colorants alimentaires des M & M's:

Bibliographie:

" S�paration de colorants par chromatographie"�� BUP n� 750 p 59

 

" Chromatography of M& M's candies"���������������� Journal of Chemical Education Dec 92

 

" Additifs alimentaires et auxiliaires tecnologiques"

Auteurs: N et M Moll��������� Editeur: Masson

 

Manipulation:

Les colorants alimentaires sont des addtifs alimentaires qui ont un num�ro de code C.E.E de 100 � 199 pr�c�d� de la lettre E.

Cette manipulation peut �tre effectu�e en option sciences exp�rimentales en 1^�re S.

On dispose tout d'abord d'un lot de trois colorants alimentaires commercialis�s sous la marque Vahin�:

���� colorant jaune:E 102, tartrazine

���� colorant rouge: E 122, azorubine

���� colorant vert: m�lange de tartrazine (Jaune, E 102) et de Bleu Patent� V (Bleu E 131)

D'autre part, on dispose de bonbons chocolat�s "M & M's" contenant les colorants

E 104, E 110, E 122, E 124, E 131, E 171

Les formules de ces colorants, leurs utilisation ainsi que la �D.J.A (dose journali�re admissible exprim�e en mg/kg de poids corporel mg/kg p.c) figurent dans l'annexe (IV) .

Vous pourrez r�aliser sur une m�me bande de papier Whatman n� 1, la chromatographie sur papier de chacun des colorants Vahin�, d'un colorant M & M's et ensuite � exploiter ce chromatogramme.

 

On d�coupera une bande de papier Whatman n� 1 de hauteur telle qu'elle tienne comme indiqu� dans le bocal.(en �vitant de mettre ses doigts sur le papier !!)

A 2 cm du bord inf�rieur du papier Whatman, on placera � un centim�tre l'une de l'autre quatre taches ainsi, en commen�ant � environ 1 cm du bord:

������ une tache de chaque colorant Vahin�. Pour chaque tache, on prendra un capillaire diff�rent.

������ � l'aide d'un cure-dent que l'on mouillera, on grattera le bonbon de la couleur choisie pour extraire le colorant. Il faut faire attention � ne pas atteindre le chocolat. Le cure-dent est essuy� doucement sur du papier filtre ou sur de l'essuie-tout et l'extrait est appliqu� d'un mouvement rapide � sa place pr�vue sur le papier Whatman. On pourra faire 2 applications successives au m�me endroit pour avoir une tache bien color�e.

S�cher la bande de papier Whatman au s�che-cheveux , puis placez-la avec la pince � dessin dans un bocal o� vous aurez vers� auparavant 1 cm de haut environ de solution de chlorure de sodium � 0,1% en masse (�luant) ;l'�luant ne doit pas atteindre la ligne de d�p�t en d�but d'exp�rience.

Observez la migration pendant 10 � 20 minutes: le solvant doit arriver � 2 cm du haut du papier Whatman environ.

Noter rapidement au crayon de papier les positions du solvant (front du solvant) et de chaque tache. S�chez la feuille de papier Whatman rapidement au s�che-cheveux.

Mesurer les Rf de chaque constituant.Pour les taches �tal�es, on prendra le milieu de la tache.

 

Exploitation:

���� Montrer que le colorant utilis� sur les M & M's jaunes n'est pas de tartrazine (suspect�e allergisante)

���� Rechercher la pr�sence �ventuelle des colorants E 122 et E 131 dans les colorants alimentaires des M & M's.

���� Identifier le ou les colorants pr�sents dans l'enrobage d'un M& M's � l'aide du chromatogramme et des donn�es figurant dans l'annexe (IV).

���� Savoir si l'enrobage d'un M&M's de couleur donn�e est un colorant pur ou un m�lange

4. Recherche de l'acide malique dans le vin:

Bibliographie:

"Recherche et �valuation de l'acide malique par chromatographie"

BUP n� 775, juin 95 p 1181

 

" S�paration des acides d'un vin par CCM"

Deuxi�me recueil d'�preuves s�lectionn�es des Olympiades Nationales de la Chimie

 

La pr�paration d'un vin � partir de jus de raisin commence par la fermentation alcoolique qui conduit � la transformation des sucres en alcool.� On peut arr�ter l'�volution � ce stade par filtration. C'est le cas des vins blancs.

Le produit obtenu contient alors, � l'�tat de traces, plusieurs compos�s acides:

���� acide malique:���� HOOC-CH₂-CHOH-COOH

���� acide tartrique���� HOOC-CHOH-CHOH-COOH

���� acide succinique HOOC-CH₂-CH₂- COOH

���� acide lactique����� HOOC- CHOH-CH₃

L'acide malique du vin est biologiquement instable. Sa teneur diminue au cours de la fermentation alcoolique et devient nulle apr�s la fermentation malolactique (deuxi�me fermentation au cours de laquelle l'acide malique se transforme en acide lactique); cette fermentation malolactique est recommand�e pour la plupart des vins rouges car cela diminue leur acidit�.

Les vins peuvent contenir jusqu'� 5g/L d'acide malique.

Une m�thode simple par chromatographie sur papier permet de savoir si le vin contient ou non de l'acide malique et d'en appr�cier la teneur. Cette chromatographie est surtout r�alis�e pour suivre l'�volution de la fermentation malolactique.

 

Eluant (� pr�parer au moment de l'emploi):

���� 40 mL de solution A de butan-1-ol � 1 g/L de bleu de bromoph�nol

���� 20 mL de solution B d'acide �thano�que � 50%

 

Vous disposez de:

���� vin blanc

���� vin rouge

���� solution d'acide malique � 10g/L

���� solution d'acide tartrique � 10 g/L

���� solution d'acide lactique � 10 g/L

���� solution d'acide succinique � 10 g/L

���� papier Whatman n� 1

 

D�poser en des positions pr�alablement rep�r�es � 1 ou 2 cm du bord inf�rieur de la feuille de papier Whatman, � l'aide de capillaires, des taches des solutions � analyser.

On obtiendra des taches plus intenses et moins �tal�es en renouvelant les d�p�ts aux m�mes endroits et en s�chant la feuille entre chaque op�ration au s�che-cheveux.

 

Apr�s �lution, on marque le front du solvant puis on fait s�cher la feuille� sous une hotte bien ventil�e: le papier initialement imbib� de solvant acide (BBP jaune) , devient bleu-violet sauf aux endroits o� se situent les acides du vin.

Apr�s r�v�lation des taches du vin, on peut observer trois spots d'acides:

���� acide tartrique � la partie inf�rieure

���� acides lactique et succinique non s�par�s � la partie sup�rieure

���� �ventuellement acide malique au centre

 

CHROMATOGRAPHIE SUR COLONNE

1. S�paration des pigments des feuilles:

Bibliographie:

Journal of Chemical Education����� D�cembre 92� ��������� �p 987 et 988

 

Cette exp�rience peut �tre r�alis�e � partir de feuilles d'arbres, de buissons, de plantes d'int�rieur, de feuilles de salades color�es....

Deux petites feuilles sont �cras�es dans un mortier en pr�sence de 2 � 3 mL d'ac�tone pour r�aliser un extrait. Le liquide est extrait � l'aide d'un compte-goutte pour le s�parer de la pulpe.

La colonne est contitu�e d'hydrog�nocarbonate de sodium dans l'hexane ou dans l'�ther de p�trole (pr�paration par voie s�che ou par voie humide) sur 2 ou 3 cm de haut.

Le niveau de l'�luant est plac� au niveau sup�rieur de l'hydrog�nocarbonate de sodium et l'extrait "jus de feuilles" est plac� avec pr�caution en haut de la colonne. On ajuste � nouveau le niveau au ras de l'hydrog�nocarbonate de sodium.

On �lue tout d'abord � l'�ther de p�trole: une bande d'un vert lumineux se s�pare: elle est compos�e essentiellement de chlorophylle et de pigments carot�no�des; elle peut �tre recueillie dans un premier tube � essais.

Quand cette premi�re bande est �limin�e de la colonne, on change d'�luant: on utilise alors de l'ac�tone. Selon les esp�ces, la bande �lu�e a une coloration vert p�le � jaune due � des pigments phytochromes.

Quand la bande �lu�e � l'ac�tone a �t� r�cup�r�e, l'�luant est � nouveau chang� pour un m�lange propan-2-ol/eau en proportions volumiques 7/3. Deux ou trois bandes de coloration jaune-brune apparaissent.

Une derni�re bande de coloration rouge-brun est enfin �lu�e par une solution aqueuse satur�e en hydrog�nocarbonate de sodium.

Ces derni�res bandes, �lu�es par le m�lange propan-2-ol/eau et par la solution d'hydrog�nocarbonate de sodium contiennent des pigments flavono�des solubles dans l'eau.

2. S�paration de colorants:

Bibliographie:

Journal of Chemical Education����� D�cembre 92����������������������� p 991 et 992

 

Attention, les colorants utilis�s marquent les tissus. Utilisez des gants!!

Un m�lange de 100 mg de rhodamine B base et de 100 mg de diph�nylthiocarbazone�� ou dithizone� dissous dans 10 mL d'ac�tone a �t� pr�par� peu avant ce stage car le colorant vert (diph�nylthiocarbazone) s'estompe � la longue.

Exp�rience pr�alable:

Placez dans un b�cher 10 mL d'eau et 10 mL d'heptane puis une goutte du m�lange de colorants. Agitez si n�cessaire pour acc�l�rer la s�paration: on observe une phase inf�rieure (phase aqueuse) rose brillant (coloration due � la rhodamine B base) et une phase sup�rieure (heptane) verte (coloration due � la dithizone).

Elution du colorant vert sur colonne:

Pr�paration de la colonne:

Mettre au fond d'une pipette Pasteur, un peu de coton puis la remplir au 2/3 de gel de silice et ajouter� un peu de sable en haut. Humidifier avec environ 5 gouttes d'heptane.

Elution:

Ajouter 2 gouttes du m�lange de colorants en haut de la colonne de silice, au centre.

Laisser le m�lange migrer jusqu'� ce qu'il atteigne le haut de la colonne.

Ajouter de l'heptane pour remplir la pipette. Eluer le colorant vert en renouvelant les ajouts d'heptane si n�cessaire et veillant � ce que la colonne ne s'ass�che pas.

On s�pare ainsi le pigment vert du pigment rouge qui reste lui sur la colonne.

3. S�paration des colorants d'un sirop de menthe:

Bibliographie:

" S�paration des colorants d'un sirop de menthe par chromatographie"

BUP n� 756�������������� Juillet-ao�t-septembre 93

Pr�paration de la colonne:

Placer un petit morceau de coton au fond d'une pipette de Pasteur. Verser une spatule de silice dans de l'eau. Mettre en suspension, puis verser dans la pipette Pasteur maintenue verticale.

Elution:

D�s que le niveau d'eau atteint le lit de la colonne, d�poser � l'aide d'un compte-gouttes deux gouttes de sirop de menthe, puis maintenir imm�diatement la colonne pleine d'eau � ras bord.

Le premier colorant est �lu� � l'eau: il s'agit de la tartrazine (voir annexe IV sur les colorants alimentaires). On peut tracer rapidement son spectre � l'aide du spectrophotom�tre plac� dans la salle.

Eluer le second colorant � l'aide d'�thanol � 95%: il s'agit de bleu Patent� V; on pourra �galement tracer son spectre.

On peut comparer ces spectres avec les spectres des colorants Vahin�:

���� colorant jaune (tartrazine)

���� colorant vert (m�lange de tartrazine et de bleu patent� V)

�On pourra �galement tracer le spectre d'une solution aqueuse de sirop de menthe.

Variante :

On peut �galement extraire les colorants du sirop de menthe en les fixant sur de la laine puis les extraire de celle-ci en utilisant le fait que la laine ne fixe ces colorants anioniques qu�en milieu acide.

On place dans un b�cher 4 � 5 brins de laine incolore de 20 cm puis environ 40 mL de sirop de menthe et 5 mL d�une solution d�acide ac�tique � 2 mol/L. On porte le m�lange � �bullition douce pendant 10 minutes : la laine prend une couleur verte intense alors que la solution devient presque incolore. A l�aide d�un agitateur, on retire la laine et on la rince � l�eau (bonne tenue de la teinture). On introduit ensuite cette laine teint�e dans un b�cher contenant environ 15 mL d�une solution d�ammoniac � 0,1 mol/L et on porte � �bullition douce. Rapidement la solution prend une couleur verte. On retire la laine et on laisse bouillir la solution quelques instants afin de la concentrer par �vaporation de l�eau. On utilisera cette solution pour faire une C.C.M (plaque de silice) en la comparant � des solutions de tartrazine et �ventuellement de bleu patent�. L��luant sera constitu� d�un m�lange �thanol, solution de chlorure de sodium � 40 g/l dans les proportions volumiques 1/5.

On peut faire de m�me avec un sirop de grenadine contenant de l�azorubine (E 122) et du rouge cochenille (E 124) ou un sirop d�orange contenant du jaune orang� S (E 110).

4. D�termination de la "somme des cations" d'une eau min�rale en utilisant une r�sine �changeuse d'ions:

G�n�ralit�s sur les r�sines �changeuses d'ions (voir aussi annexe V)

Les �changeurs d'ions sont des solides insolubles qui ont la propri�t� de pouvoir �changer leurs ions avec ceux d'une solution. Ce sont en g�n�ral des r�sines synth�tiques constitu�es par un r�seau macromol�culaire (le plus souvent du polystyr�ne) sur lequel sont greff�s des radicaux ionisables ou ionis�s, dites soit cationiques lorsque elles peuvent �changer leurs cations (tels que H⁺), soit anioniques lorsqu'elles peuvent �changer leurs anions (tels que OH^- ou Cl^-).

Les r�sines sont g�n�ralement utilis�es en colonnes� en faisant couler tr�s doucernent la solution dans la colonne. Lorsque l'on veut s�parer les constituants d'un m�lange, on choisit les conditions op�ratoires de telle sorte qu'un des constituants du m�lange ne soit pas retenu sur la r�sine, et que l'autre constituant soit fix� sur la r�sine. On modifie ensuite les conditions op�ratoires en faisant couler sur la r�sine un solvant appropri�, appel� �luant, tel que le constituant fix� sur la resine soit entra�ne par l'�luant. Cette technique s'appelle la chromatographie par �change d'ions.

Pr�caution op�ratoire : la r�sine ne doit jamais �tre en contact avec l'air : elle doit toujours �tre surmont�e d'un peu de liquide.

 

Principe de la manipulation:

L'eau min�rale � analyser (H�par ou Contrex�ville) contient comme cations Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ et K⁺. L'eau � analyser est pass�e sur une r�sine cationique(IR 120) .

Les cations Ca²⁺,Mg²⁺,K⁺,Na⁺ sont remplac�s par des ions ions H⁺ fournis par une r�sine �changeuse d'ions fortement acide selon la r�action:

Mⁿ⁺(solution) + nH⁺(r�sine) Mⁿ⁺(r�sine) + nH⁺(solution)

L'�luat contient donc comme esp�ces ayant des propri�t�s acidobasiques des ions H₃O⁺ provenant du passage sur la r�sine et des ions HCO₃^- provenant de l'eau min�rale. On portera l'�luat � �bullition pendant quelques minutes de telle sorte que la r�action suivante ait lieu:

H₃O⁺ + HCO₃^- CO₂� + 2 H₂O

Apr�s refroidissement, on dosera par pH-m�trie l'�luant � l'aide d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration connue, voisine de 5,00 . 10^-2 mol/L.

Mode op�ratoire:

���� Verser � l'aide d'une �prouvette gradu�e 200 ml d'eau d�min�ralis�e dans un b�cher et 50 ml d'acide chlorhydrique au demi.

���� Faire passer lentement cette solution sur la colonne de r�sine pour la convertir en r�sine acide.

 

Veiller � ce que la colonne de liquide ne descende jamais au-dessous du sommet du lit de� r�sine.

 

���� Rincer la colonne avec de l'eau d�min�ralis�e jusqu'� �limination totale des chlorures.

���� Contr�ler cette �limination par l'absence de pr�cipit� avec une solution de nitrate d'argent .

���� Faire passer lentement sur la r�sine E=20 ml d'eau min�rale.

���� Recueillir l'�luat dans un b�cher de 250 ml.

���� Rincer 3 fois la colonne avec 20 ml d'eau d�min�ralis�e et recueillir les eaux de lavage dans le m�me b�cher.

���� Porter � �bullition pendant 5 min pour chasser le dioxyde de carbone. Laisser refroidir.

���� Titrer par pH-m�trie � l'aide de la solution de soude �talonn�e.(Soit V_e le volume �quivalent.)

 

V�rifier la relation donnant la "somme des cations" � partir des indications fournies par le fabricant sur l'�tiquette de l'eau min�rale:

2 [Ca²⁺] + 2 [Mg²⁺] + [Na⁺] + [K⁺] - [HCO₃^-] =

Remarque:

On peut trouver une exp�rience utilisant une r�sine �changeuse d'ions analogue dans un article publi� dans le n� 762 du BUP (Mars 1994) et intitul�:" Dosage du magn�sium dans un m�dicament"

5. Exemple de chromatographie d'exclusion:

Bibliographie:

Journal of Chemical Education����� D�cembre 92����������� p 993 et 994

Pr�paration du gel Sephadex:

Le Sephadex est un gel fait � partir de polyosides bact�riens: les dextrans. Les Sephadex pr�sentent une grande affinit� pour l'eau, ils s'hydratent fortement, fixant jusqu'� dix fois leur masse d'eau, et gonflent jusqu'� former un r�seau dont le nombre et les dimensions des mailles sont d�termin�s par les liaisons �tablies dans l'�difice mol�culaire form� par le dextran hydrat�.

Les gels polyosides sont insolubles dans l'eau et dans les solutions salines, stables dans les solutions alcalines ou faiblement acides mais hydrolys�s par les acides forts. de plus ces gels doivent �tre prot�g�s d'une hydrolyse enzymatique cons�cutive � une contamination bact�rienne. Pour cela le gel hydrat� sera stock� dans une solution de chlorure de sodium satur�e.

Le gel a �t� pr�par� en ajoutant 1 g de Sephadex � environ 20 mL d'eau et l'ensemble a gonfl� pendant 1 heure: on peut ainsi r�aliser 10 � 20 colonnes.

Au fond de la colonne form�e d'une pipette Pasteur, on placera un petit morceau de papier filtre; ensuite on ajoutera � l'aide d'un compte-gouttes, les "perles" de Sephadex hydrat� jusqu'� ce que la colonne soit remplie � environ 1/2 � 2/3.

 

A aucun moment, la colonne ne doit �tre � sec!!

Elution de la solution de diiode:

On dispose d'une solution de diiode dans un compte-gouttes pr�par�e � raison de 250 mg de I₂ dans 100 mL d'�thanol � 50%.

D�s que la colonne est pr�te, ajouter une goutte de solution de diiode en haut de la colonne. Laver constamment � l'eau (pas plus de quelques gouttes en haut de la colonne).

R�cup�rer les gouttes dans un tube � essais ou un petit b�cher qui contient quelques gouttes d'une solution aqueuse satur�e d'amidon..

Compter le nombre de gouttes qui tombent � partir du moment o� on place la solution de diiode en haut de la colonne et jusqu'� ce que la coloration de la solution du tube collecteur change.

Elution de la solution d'amidon:

Placer une goutte de solution d'amidon en haut de la colonne et �luer � l'eau en recueillant l'�luat dans un tube contenant quelques gouttes de la solution de diiode. Compter de m�me le nombre de gouttes qui tombent � partir du moment o� on place la solution d'amidon en haut de la colonne et jusqu'� ce que la coloration de la solution du tube collecteur change.

Elution de la solution de diiode, suivie par la solution d'amidon:

Placer une goutte de solution de diiode en haut de la colonne. Eluer � l'eau et r�cup�rer l'�luat dans un tube vide. Quand la bande jaune-brune du diiode est � peu pr�s � mi-hauteur dans la colonne,ajouter une goutte de solution d'amidon en haut de la colonne et continuer � �luer � l'eau. Noter les �ventuels changements de couleurs. Eluer le diiode en totalit�.

S�paration diiode/amidon

M�langer 2 gouttes de solution de diiode et deux gouttes de solution d'amidon. Ajouter une goutte de ce m�lange en haut de la colonne et �luer � l'eau en r�cup�rant l'�luant dans un tube vide.Compter de m�me le nombre de gouttes qui tombent � partir du moment o� on place le m�lange en haut de la colonne et jusqu'� ce que la coloration de l'�luat change. Noter les �ventuels changements de couleurs dans la colonne.

 

CHROMATOGRAPHIE EN PHASE GAZEUSE

1. Etude d'un m�lange d'alcools

Vous trouverez ci-joints (Annexe VI) les chromatogrammes de trois alcools purs et celui d'un m�lange de ces trois substances.

Les valeurs lues au niveau des pics correspondent aux temps de r�tention.Les manipulations ont �t� r�alis�es sur une colonne dont la phase stationnaire est polaire (carbowax). Les diff�rents param�tres sont :

temp�rature de l'injecteur : 220�C

temp�rature du d�tecteur:220�C

temp�rature du four:85�C

temp�rature du filament:285�C

pression d'h�lium:6 bar

att�nuation:128.������������������

Y-a-t-il une relation entre les temps de r�tention et les points d'�bullition ?Justifier.

Faire l'analyse chromatographique d'un m�lange inconnu de deux de ces alcools.(un certain nombre de m�langes sont d�j� pr�par�s dans des piluliers )

Injecter 1 �L

D�duire du chromatogramme obtenu

- la composition qualitative du m�lange

- la composition quantitative du m�lange

Attention : il est important de bien rincer � l'ac�tone (plusieurs fois) puis avec le produit � injecter et de bien essuyer la seringue avant chaque� nouvelle injection.

2. M�thode de l'�talon interne

Exemple n �1: Dosage de l'�thanol du vin par CPG

Bibliographie:

"Chimie tout, exp�riences comment�es"�� Auteurs:Haurat-Bentolila; Lecorgne; Leduc

Editeur: Association Cultures et Techniques- Nantes

Principe:

On utilisera ici la m�thode de l'�talon interne.

On pr�parera une s�rie de m�langes contenant, pour 10 mL de solution, des pourcentages en volume d'�thanol variant de 3 � 21%. A chaque m�lange, on ajoutera toujours le m�me volume de propan-1-ol (1 mL).

On injectera ensuite 0,3 �L de chacune des solutions ainsi r�alis�es. En r�alit�, on n'est pas toujours certain d'injecter exactement le volume de 0,3 �L (pr�sence de bulles dans la seringue..). Cependant comme la concentration en propan-1-ol est la m�me dans toutes les solutions, le mesure du rapport : aire du pic �thanol/ aire du pic propanol est proportionnelle � la concentration en �thanol dans le m�lange et ne d�pend pas du volume vers�. On pourra donc tracer une courbe d'�talonnage et l'utiliser pour d�terminer la teneur en �thanol dans le vin.

Manipulation:

Pr�parer dans des piluliers, les m�langes suivants:

% �thanol (v/v)	3	6	9	12	15	18	21
�thanol (mL)	0,3	0,6	0,9	1,2	1,5	1,8	2,1
eau d�min�ralis�e (mL)	9,7	9,4	9,1	8,8	8,5	8,2	7,9

 

Ajouter dans chaque pilulier, 1,0 mL de propan-1-ol.

Pr�parer de m�me un pilulier contenant 10,0 mL de vin et 1,0 mL de propan-1-ol.

 

Injecter les diff�rentes solutions avec les r�glages suivants:

���� temp�rature du four: 45�C

���� temp�rature du d�tecteur et de l'injecteur: 200 �C

���� pression d'h�lium: 6 bars

���� temp�rature du filament r�gl�e � 285�C pour avoir i= 200 mA dans le catharom�tre

 

Relever les aires correspondant aux pics de l'�thanol et du propan-1-ol.

On donne les temp�ratures d'�bullition sous un bar:

propan-1-ol: 97�C��� �thanol: 78,3�C

Tracer la courbe aire du pic �thanol/ aire du pic propan-1-ol en fonction du % en �thanol.

En d�duire le pourcentage en �thanol du vin.

Vous trouverez en Annexe VII, un exemple de r�sultats exp�rimentaux.

Exemple 2 : pinacol - pinacolone

Lorsqu'on traite le pinacol (2,3-dim�thylbutane-2,3-diol) par de l'acide bromhydrique � 48 % et � chaud, il se forme :

���� de la pinacolone (2,2-dim�thybutan-3-one) r�sultant d'une transposition ou� r�arrangement pinacolique.

���� du 2,3-dim�thylbuta-1,3-di�ne r�sultant de la d�shydratation "normale" du� diol

Afin d'�tudier correctement la composition du m�lange en CPG, il nous faut envisager la m�thode dite de l'�talon interne. On choisit pour cela la m�thylisobutylc�tone ou 4-m�thylpentan-2-one.

Manipulation.

Dans des piluliers, pr�parer 2 mL de solution A_i(i = 1 , 2 ou 3)� 25 % , 50 % , 75 % de 2,3-dim�thylbuta-1,3-di�ne (1) dans la 3,3-dim�thyl butan-2-one (pinacolone) (2).

Pr�parer d'autre part 15 mL d'une solution B � 50 % de 4-m�thylpentan- 2-one (I) dans (2).

Effectuer ensuite les m�langes suivants: aux 2 mL des solutions A_i, on ajoute 2 mL de B, op�rations faites pour chacune des solutions A_i ainsi que pour (1) et (2) purs.

Injecter successivement les diff�rents m�langes apr�s avoir fait les r�glages convenables.

���� temp�rature du four : 70�C

���� temp�rature de l'injecteur : 220�C

���� temp�rature du d�tecteur : 220�C

���� temp�rature du filament : 285�C

���� i = 200 mA

���� att�nuation : 128

���� pression d'h�lium : 6 bar

���� injection : 0,7 �L

Dans ces conditions, les temps de r�tention observ�s sont :

���� (1) 2,3-dim�thylbutadi�ne : 1,1 min

���� (2) 3,3-dim�thylbutan-2-one : 2,2 min

���� (I) 4-m�thylpentan-2-one : 2,9 min

Tracer la courbe d'�talonnage

Pour les solutions inconnues, ajouter � 1 mL de ces solutions 1 mL de B.

D�terminer le rapport des aires obtenues apr�s injection.

A l'aide de la courbe d'�talonnage, d�duire le pourcentage en (1) des solutions inconnues.

 

NB : La courbe d'�talonnage a �t� trac�e � partir des solutions pr�par�es ( % en volumes). Il est donc n�cessaire d'en d�duire les titres massiques correspondants.

titre massique en (1) =

 

UNE CHROMATOGRAPHIE QUE L'ON PEUT PORTER

Chromatographie sur T-shirt

Bibliographie

Journal of Chemical Education����� D�cembre 92����������������������� p 877 et 978

 

L'exemple qui suit est une chromatographie radiale que l'on fera de pr�f�rence sous la hotte � cause des solvants utilis�s:

���� Tendre sur un cristallisoir d'environ 15 cm de diam�tre, un morceau de tissu de coton blanc. Le maintenir tendu � l'aide d'un �lastique ou de ficelle.

���� Rep�rer le centre du cercle form� par le tissu.

���� Placer 4 � 6 taches de feutres permanents sur la circonf�rence d'un cercle imaginaire, environ quatre fois plus petit que le cristallisoir.

���� A l'aide d'un compte-gouttes, appliquer l'�luant (propan-2-ol/eau� en proportions volumiques 7/3) au centre du cercle de telle sorte que l'�luant mouille le tissu et se d�place radialement vers les bords en cr�ant un chromatogramme.

���� Quand le motif a atteint la taille voulue, arr�ter les ajouts d'�luant et laisser s�cher le tissu environ 10 min sous la hotte.