La chromatographie une methode de separation, d'indentification et d'extraction

LA CHROMATOGRAPHIE

UNE MÉTHODE DE SÉPARATION,

D'IDENTIFICATION ET D'EXTRACTION

Le chimiste doit souvent déterminer, en particulier dans le domaine de la santé : les laboratoires pharmaceutiques la nature des espèces chimiques présentes dans un échantillon, par exemple suite à une extraction (cf TP C 2) ou à la fin d’une synthèse (cf TP C 4 où nous synthétiserons un médicament : le paracétamol). Il peut alors réaliser une chromatographie sur couche mince, ou CCM, qui est une technique de séparation et d’identification des constituants d’un mélange.

Il peut aussi utiliser cette technique pour extraire un constituant d’un mélange : c’est ce que nous ferons à la fin de ce TP.

Dans ce TP nous allons donc chercher à :

- comprendre le principe de séparation et d’identification des espèces chimiques par chromatographie

- réaliser la chromatographie sur couche mince d’espèces chimiques obtenues par extraction

- réaliser une chromatographie sur colonne pour extraire des espèces chimiques d’un mélange

1. Principe de la chromatographie.

1.1. Principe de la chromatographie

C 1 : Une phase mobile liquide (solvant ou mélange de solvants), appelée éluant, progresse par capillarité le long d’une phase fixe (gel d’alumine ou de silice) fixée sur une plaque de verre ou sur une feuille semi-rigide de matière plastique ou d’aluminium.

Lorsqu’un échantillon d’espèces chimiques est déposé sur la phase fixe, l’éluant, en migrant, entraîne les différents constituants de cet échantillon, mais à des vitesses différentes selon les espèces chimiques. Cette vitesse dépend de l’espèce, mais également de l’éluant.

1.2. Mise en évidence expérimentale

M 2 : Prenez un capillaire et limez-en l'extrémité, si nécessaire sur une lime de carton, de façon à la rendre plane.

M 3 : Prenez un carré de papier filtre et posez-le dans la boîte de pétri.

M 4 : Prélevez du colorant bleu (solution aqueuse à 2 g/L de E131) à l'aide du capillaire, et déposez-en sur le papier filtre, de façon à obtenir une tache colorée de diamètre voisin de 0,5 cm (on ne dépassera pas cette valeur), en son centre.

M 5 : Verser de l'eau salée (eau du robinet mélangée à 25 g/L de sel de cuisine) dans le fond du verre à pied.

M 6 : En prélever à l'aide d'une pipette Pasteur (c'est une toute petite pipette).

M 7 : Déposer l'eau salée prélevée au centre de la tache bleue précédente. Recommencer environ 7 fois, en n'attendant jamais entre deux dépôts.

Q 8 : Qu'observe-t-on au fur et à mesure que l'on apporte de l'eau salée ?

Q 9 : Voyez-vous pourquoi on ne doit pas attendre entre deux dépôts d'eau salée ?

S 140 : Faire un schéma de ce que vous observez sur le papier filtre avant le dépôt de la première goutte d'eau salée et quand la dernière goutte d'eau salée a été déposée.

M 11 : Reprenez les manipulations M 2 à M 7 (sauf M 5 s'il vous reste assez d'eau salée pour recommencer), en remplaçant le colorant bleu par un colorant vert.

Q 12 : Qu'observe-t-on au fur et à mesure que l'on apporte de l'eau salée ? Pouvait-on s'y attendre ?

S 13 : Faire un schéma de ce que vous observez sur le papier filtre avant le dépôt de la première goutte d'eau salée et quand la dernière goutte d'eau salée a été déposée. Identifier les traces colorées à l'aide de la composition de la solution ``colorant vert'' : 2 g/L de E131 (Bleu patenté V) et 2 g/L de E102 (Tartrazine).

1.3. Application à la mise en évidence des composants colorés d'un feutre marron ou d'un feutre noir.

M 14 : Verser de l'eau salée à 25 g/L, sur une hauteur d'environ 1 cm, dans la grande cuve à chromatographie et la refermer.

M 15 : Prendre une grande languette de papier Whattman* et faire au crayon à papier (surtout pas au critérium !) un trait horizontal (parallèle à son petit côté) à environ 1,5 cm du bas. Y faire une croix en son centre.

M 16 : Déposer sur cette croix une tache faite au feutre noir* à encre soluble ou au feutre marron* à encre soluble. Noter au crayon à papier N (pour noir) ou M (pour marron) selon le cas, en haut de la languette de papier.

M 17 : Placer ce chromatogramme le long de la cuve, avec le trait vers le bas, et vérifier que la ligne avec le dépôt coloré se trouve au dessus du niveau de l'éluant (liquide qui sert à provoquer l'élution (= la migration) des composants colorés du dépôt). Au niveau du haut de la cuve, plier le papier Whattman. Introduire enfin le chromatogramme dans la cuve et coincer le haut du papier entre la cuve et le couvercle, de manière à ce que le chromatogramme soit quasi vertical (il ne doit pas onduler). Désormais, on ne bougera plus la cuve!

Q 18 : Qu'observe-t-on ? L'élution étant très lente, on pourra y jeter un œil de temps à autre au cours du TP.

M 19 : Quand l'élution semble terminée (ce sera vers la fin de la séance de TP), sortir le chromatogramme de la cuve. Marquer au crayon le niveau auquel est arrivé l'éluant.

M 20 : Quelles remarques peut-on faire ? Donner des interprétations.

2. Propriétés de la chromatographie.

Nous venons de voir que si l'on dépose une goutte d'un mélange liquide de différentes espèces chimiques

...