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PRaSIDENCE DU CONSEIL

COMMISSARIAT A

l'ÉNERGIE ATOMIQUE

Les séparations par la technique

chromatographique de développement par déplacement à l'aide des résines

échangeuses d1ons

par

B. TREMillON

École de Physique et de Chimie, Paris

Rapport CEA n° 1177

CENTRE D'ÉTUDES

NUCLÉAIRES DE SACLAY

SERVICE DE DOCUMENTATION

Boite postale n° 2 -Gif-sur-Yvette (S.-et-0.)

Extrait du Bulletin de la Société Chimique de France, 1958, 1621. l' -t;~ À ••

·' l' MISE AU POINT

Les séparations par la technique chromatographique de développement par déplacement à l'aide des résines échangeuses d'ions, J .. par Bernard TRÉMILLON. (Laboratoire de Chimie Analytique de l'École de Physique et de Chimie, 10, rue Vauquelin, Paris, se.) (Manuscrit reçu le 12.6.58.)

Après avoir rappelé brièvement les définitions des méthodes chromatographiques, et les caractères généraux du phénomène d'échange d'ions, nous définirons les trois techniques chromatographiques, telles que

TISELIUS les a distinguées: analyse frontale, développement

par élution et développement par déplacement. C'est cette dernière technique, peu connue et peu utilisée, malgré ses avantages, que nous analyserons en détail.

On peut d'abord établir, comme CouRSIER et HuRÉ, une théorie simplifiée des séparations par déplacement, qui suppose un cas idéal

dont on peut trouver des exemples pratiques approchés. Nous montrerons cependant par un autre exemple que cette théorie simplifiée est souvent insuffisante,

et qu'il y a lieu, notamment pour les séparations d'ions d'affinités voisines, de la compléter. Nous avons montré que la théorie des plateaux rend parfaitement compte des résultats expérimentaux.

Ces résultats établis, nous analyserons les deux moyens dont on dispose pour améliorer les séparations par cette technique: soit augmenter l'efficacité des colonnes, en faisant diminuer la valeur de la

hauteur du plateau théorique équivalent par modification des conditions de fonctionnement des colonnes;

soit augment.er la différence d'affinités des constituants du mélange, en superposant à la réaction d'échange entre résine

et solution des réactions chimiques en solution. Nous verrons que ce moyen est de beaucoup le plus efficace et qu'il ouvre d'immenses possibilités pour la méthode. Nous illustrerons finalement ces principes théoriques par les quelques applications pratiques réalisées

jusqu'aujourd'hui: -la séparation lithium-sodium, par Jouy et CouRSIER; -la séparation des isotopes de l'azote, par SPEDDING et,ses collaborateurs; -la séparation des acides aminés, par PARTRIDGE et ses collaborateurs; -

et enfin la séparation des terres rares, dont les travaux théoriquQs ont été effectués principalement par SPEDDING et ses collaborateurs.

Ce dernier exemple montrera l'extension que l'on peut donner à cette technique de séparation dans le domaine de la chimie prépa

rative.

Introduction.

L'application des techniques chromatographiques à l'échange d'ions a pris un intérêt pratique considérable

pendant ces quinze dernières années, en raison du développement de résines synthétiques, de

structure simple et bien définie. utilisé pour la séparation. Rappelons rapidement ces classifications. La phase mobile peut être soit un liquide, soit un gaz. La phase fixe peut être soit un solide ayant des propriétés adsorbantes, soit un liquide, le plus souvent immobilisé par un solide qui l'absorbe.

D'où les quatre types de méthodes:

•,1. \.1

Il nous paraît nécessaire, pour la clarté de cet exposé, de résumer les caractères,

d'une part du phénomène d'échange d'ions, et d'autre part des techniques chromatographiques. 1 chromatographie liquide-solide · · .-·'' chromatographie gaz-solide 1 . r'" chromatographie gaz-liquide\ chromatograplue des gaz .. - chromatographie liquide-solide

Les méthodes chromatographiques.

Le terme "chromatographie" est utilisé pour désigner

un certain nombre de méthodes de séparation, qui, à première vue, paraissent assez diverses, mais qui

ont néanmoins certains caractères communs. Toutes les séparations chromatographiques impli quent l'écoulement d'une phase mobile au contact d'une phase fixe. La séparation est basée sur le partage différent des constituants d'un mélange entre les phases, puis sur une séparation ultérieure de ces deux phases. Cette opé ration élémentaire est réalisée un très grand nombre de fois par le mouvement relatif des deux phases, jusqu'à ce que la séparation soit effectuée. On classe les méthodes chromatographiques soit selon la nature des phases, soit selon la nature du phénomène Les méthodes où la phase mobile est un gaz constituent la chromatographie des gaz (*). Les méthodes où la séparation est basée sur les phéno mènes d'adsorption constituent la chromatographie d'adsorption. Les

m&thodes où la séparation est basée sur les différences d solubilités des composés dans les

deux phases co tuent la chromatographie de partage. Enfin, /

il y a chromatographie d'échange d'ions, où la phase fixe est une résine échangeuse d'ions,

et la phase mobile une solution. Précisons la nature du phénomène d'échange d'ions, utiliséquotesdbs_dbs3.pdfusesText_6

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