TP Chimie. N° 03

La Chromatographie.

Enoncé.

 

   

Programme 2010 :

Programme 2010 : Physique et Chimie

 

Correction

 Matériel et Produits :

 élèves :         

- papier pour chromatographie – bécher – verre de montre – pince à épiler.

- Colorants : bleu patenté (E 131), jaune (E102), vert.

- Éthanol, solution aqueuse de chlorure de sodium (40 g /L)

 prof :

- eugénol, essence de clou de girofle, mélange toluène / éthanol à 95 ° (94 / 6), lampe U.V.

- Acétate de linalyle, linalol, dichlorométhane, essence de lavande.

I - Principe de la chromatographie.
1) La phase stationnaire.
2) La phase mobile ou éluant.

3)- Vitesse de déplacement ou rapport frontal Rf.

II - Technique de la chromatogaphie sur couche mince ; C.C.M.

1)- Introduction.

2)- Mode opératoire.

III - Chromatographie des colorants.

1)- Préparation de l'éluant.

2)- Préparation du support.

3)- Révélation.

4)- Exploitation.

IV - Caractérisation d'un produit par chromatographie.

1)- Préparation de l'éluant.

2)- Préparation du support.

3)- Révélation.

4)- Conclusion.

V - Conclusion générale.

I-  Principe de la chromatographie.

 La chromatographie permet de séparer les espèces chimiques présentes dans un mélange homogène. 

Elle est basée sur la différence de solubilité d’une substance dans deux phases non miscibles : la phase stationnaire (ou fixe) et la phase mobile. 

Au Lycée, on utilise la chromatographie sur couche mince : C.C.M.

 1)- La phase stationnaire.

-     Dans la chromatographie sur papier, la phase fixe est constituée par de la cellulose ou par une fine couche de silice hydratée. 

-     Ce « papier » sert de support à la phase mobile.

2)- La phase mobile ou éluant.

-     C’est un solvant dans lequel les constituants du mélange sont plus ou moins solubles. 

-     L’éluant migre le long de la phase fixe par capillarité en entraînant plus ou moins fortement les constituants d’un mélange à analyser. 

-     C’est le phénomène d’élution.

-     Remarque : l’éluant ne doit pas réagir avec les constituants à analyser. 

-     Il est choisi en fonction de son attitude à dissoudre différemment les constituants du mélange à analyser.

3)- Vitesse de déplacement ou rapport frontal Rf.

-     La séparation des composants, entraînés par la phase mobile résulte de leur différence de solubilité entre les deux phases. 

-     Les composés dissous déposés se fixent sur la phase fixe pour s’en arracher et monter avec la phase mobile. 

-     Chaque constituant du mélange se déplace avec sa propre vitesse derrière le front du solvant. 

-     Une fois la migration terminée, on détermine pour chaque constituant, la vitesse de déplacement  ou le rapport frontal Rf.  

    R f     =  

Distance parcourue par le constituant (milieu de la tache)


Distance parcourue par le front du solvant

II- Technique de la chromatographie sur couche mince (C.C.M).

1)- Introduction.

-      La phase fixe :

-      On travaille avec plus de finesse en utilisant une phase fixe élaborée : 

-      Il s’agit d’un absorbant en poudre (alumine, silice, …) déposé dans un gel en couche fine sur un support (plaque d’aluminium, verre, film plastique, …).

-      La phase mobile :

-     C’est toujours un éluant liquide choisi en fonction de l’absorbant et des composés à séparer.

2)- Mode opératoire :

a)-  La plaque pour chromatographie :

-     Pendre une plaque pour chromatographie 5 cm x 3 cm (environ). Ne pas toucher avec les doigts.

-     Tracer délicatement au crayon de papier un trait léger à 1 cm du bas de la feuille.

-     Déposer les gouttes de substance à analyser sur le trait à l’aide de piques en bois. 

-     Chaque dépôt doit être espacé d’un cm au moins.

-     Repérer en haut de la feuille la position et la nature des différents dépôts.

b)-  L’éluant :

-     Il est placé dans un bécher de 100 mL.

-     La hauteur de l’éluant dans le bécher doit être faible afin de ne pas immerger les différents dépôts.

-     Couvrir le bécher d’un verre de montre afin de saturer l’intérieur du bécher en vapeur d’éluant.

c)-  Réalisation de la chromatographie :

-     On place la plaque côté trait de crayon vers le bas dans le bécher et on recouvre du verre de montre.

-     Laisser monter l’éluant jusqu’à 1 cm du haut de la plaque environ.

-     Sortir la plaque délicatement et la laisser sécher.

d)-  Révélation :

-     Elle peut se faire à la lumière naturelle ou sous éclairage U.V.

III- Chromatographie des colorants.

1)- Préparation de l’éluant.

ManipulationPrendre un bécher de 100 mL et verser 1 mL d’éthanol et 5 mL d’une solution aqueuse de chlorure de sodium à 40 g / L. 

-     Couvrir le bécher avec le verre de montre.

2)- Préparation du support.

ManipulationPrendre une plaque pour chromatographie de 5 cm x 3 cm.

-     Tracer  délicatement un trait léger au crayon de papier à 1 cm du bas de la feuille.

-     Repérer trois points équidistants sur ce trait.

-     Déposer à l’aide d’une pique en bois, une petite goutte de colorant jaune J, une petite goutte de colorant bleu B et une petite goutte de colorant vert V.

-     Noter en haut de la feuille la position et la nature des différents dépôts.

Étape 1 :

Étape 2

Étape 3

3)- La révélation.

ManipulationPlacer la plaque dans le bécher et recouvrir du verre de montre.

-  Laisser évoluer l’ensemble jusqu’à ce que l’éluant arrive à

1 cm du haut de la plaque environ.

-  Sortir la plaque et laisser sécher.

4)- Exploitation.

ManipulationRepérer avec un crayon de papier la position finale de l’éluant.

RédigerObservations. remarques. Conclusions.

RédigerCalculer le rapport frontal Rf pour chaque constituant.

 IV- Caractérisation d’un produit par chromatographie.

 L’objectif est de déterminer les substances contenues dans l’essence de lavande obtenue lors du TP chimie N° 2.

1)- Préparation de l’éluant.

-     C’est un mélange de toluène et d’éthanol à 95 ° dans les proportions volumiques 94 / 6.

2)- Préparation du support.

ManipulationPrendre une plaque pour chromatographie de 5 cm x 3 cm.

-     Tracer  délicatement un trait léger au crayon de papier à 1 cm du bas de la feuille.

-     Repérer trois points équidistants sur ce trait.

-     Déposer à l’aide d’une pique en bois, une petite goutte d’essence de lavande E, une petite goutte de linalol L, une petite goutte d’acétate de linalyle A.

-     Noter en haut de la feuille la position et la nature des différents dépôts.

3)- La révélation.

ManipulationPlacer la plaque dans le bécher et recouvrir du verre de montre.

-     Laisser évoluer l’ensemble jusqu’à ce que l’éluant arrive à 1 cm du haut de la plaque environ.

-     Sortir la plaque et laisser sécher.

-     Placer la plaque sous une lampe U.V et entourer avec un crayon de papier les différentes taches obtenues.

4)- Conclusion.

RédigerDe quelle(s) espèce(s) chimique(s) est constituée l’essence de lavande?

RédigerCalculer le rapport frontal Rf pour chaque constituant.

V- Conclusion générale.

Rédiger Qu’est-ce que la chromatographie ? à quoi sert-elle ?