la chromatographie

 

La chromatographie est une technique chimique d'analyse qualitative et quantitative. Le botaniste russe Mikhail Tswett (1872-1919) a inventé cette technique vers 1900 pour séparer les pigments colorés des végétaux. Son nom vient du grec chroma (couleur) et graphie (dessin).


L'échantillon contenant une ou plusieurs substances est entraîné par le courant d'un fluide liquide ou gazeux (la phase mobile) le long d'un support plus ou moins solide (la phase stationnaire) en papier, gélatine, silice, polymère... La chromatographie est donc une course de substances (ici, des colorants). Le résultat (le tableau final) s’appelle un chromatogramme.

Une feuille de papier buvard


Un crayon gris


Des stylos feutres de différentes couleurs:

bleu, vert, jaune, orange, rouge, violet et noir


Un stylo noir "indélébile"


De l'eau


Un bac à fond plat

Séparer les substances contenues dans diverses encres colorées au moyen d'une chromatographie sur papier.


Etudier le chromatogramme obtenu.

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Le principe de la chromatographie sur papier est simple: la substance qu'on veut analyser est déposée sur la ligne de départ tracée sur un papier buvard. Celui-ci est tenu verticalement. L'eau monte par capillarité le long du papier et entraîne avec elle les substances.

Les substances qui ont une grande affinité pour l'eau (substances hydrophiles) monteront à la même vitesse qu'elle.


Les substances qui ont une faible affinité pour l'eau (substances hydrophobes) migrent moins vite et peuvent même rester sur la ligne de départ, accrochées au support.


A la fin, le papier est retiré de la cuve et on laisse évaporer le solvant. Le résultat est appelé chromatogramme.

Tirer un trait au crayon gris à 1,5 cm du bas de la feuille de buvard.


Déposer sur la ligne des points de couleur espacés d'au moins 1 cm.


Mettre 1 cm d'eau au fond du bac.


Laisser tremper le buvard dans l'eau en le tenant bien à la verticale.


Attendre 3 à 4 minutes, le temps de voir les couleurs se séparer.


Sortir le le papier (le chromatogramme) du bac et laisser sécher (toujours verticalement).


Mesurer la distance parcourue par l'eau.


Mesurer la distance parcourue par les diverses substances.


Caractériser chaque substance par la relation:

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distance parcourue par une substance


distance parcourue par l'eau

D =

Quelles sont les couleurs formées d'un seul colorant?


Quelles sont les couleurs formées de 2 colorants?


Quelles sont les couleurs formées de 3  colorants?


Pourquoi l'eau monte-t-elle le long du papier?


Pourquoi le bleu monte-t-il plus haut que le rose?


Classer les substances par ordre croissant d'affinité pour l'eau.


Pourquoi le 2e noir reste sur la ligne de départ?


Imaginer une expérience où le 2e noir monte mais pas tous les autres.


La réaction d'un colorant vis-à-vis de l'eau est-elle la même pour tous les groupes? (la réaction est-elle reproductible)?



Comment définir l'affinité d'une substance pour l'eau?

En mesurant la distance parcourue par un colorant et en la comparant avec la distance parcourue par l’eau.


Exemple:


Le jaune a parcouru 5 cm et le rose 2,5 cm alors que l’eau a parcouru 6 cm dans le même temps. On peut écrire:

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5.


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10.

distance parcourue par la substance jaune


distance parcourue par l'eau

D jaune =

=  0,833

distance parcourue par la substance rose


distance parcourue par l'eau

D rose =

=  0,417

5 cm


6 cm

=

2,5 cm


6 cm

=

Nous avons obtenu un chromatogramme

Chromatographie sur papier, video accélérée 25x

Chromatographie sur papier, video accélérée 5x

Le stylo feutre indélébile reste sur la ligne de départ. Il est hydrophobe: il n’a pas d’affinité pour l’eau.


C’est la force de capillarité qui fait monter l’eau dans les tubes très fins et le long des fibres de cellulose du papier.

Introduction

Buts de l'expérience

Matériel

Méthode

Résultats

Remarques

Questions












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11.

A quoi peut servir la chromatographie?

Elle peut servir de technique d’analyse qualitative (quelles substances colorantes composent ce mélange?) Elle peut servir de technique de séparation: une fois les substances  séparées sur le papier, on peut découper ces taches et les dissoudre séparément dans de l’eau (comme un sachet de thé).

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