Chromatographie - u-bourgognefr
- La chromatographie par échange d’ions ou chromatographie ionique : la phase stationnaire est une résine échangeuse d’ions (polymère porteur de groupements ionisés, négativement pour séparer des cations, positivement pour séparer des anions) : interactions électrostatiques - La chromatographie d’affinité :
ChromatographieIonique,,
Tout appareil de chromatographie ionique comporte les éléments suivants : o Un ou plusieurs réservoirs de phase mobile contenant soit une base (analyses des anions) soit un acide (analyse des cations) et de l’eau ultra pure pour les dilutions o Un système d'injection comportant une boucle d'échantillonnage calibrée, un passeur
La chromatographie ionique
solvant En chromatographie ionique, les vitesses de migration sont fonction principalement de la taille des ions et de leur charge· électrique et dépendent aussi naturellement de la nature et de la force ionique de la phase mobile Fig; 1: Représentation"· schématlque de la rétention (A) et de l'élution (B) d'un mélange à deux
NOTIONS FONDAMENTALES DE CHROMATOGRAPHIE
La chromatographie en fluide supercritique, CFS: P M = fluide supercritique C Ionique Polymère organique réticulé greffé Echange d'ions cours de la
Chimie Analytique II La chromatographie ionique
La chromatographie ionique est une des m ethodes employ ee en chimie pour l’analyse des constituants des m elanges complexes et des solutions Elle se repose sur un principe de di erence de taille et de charge les ions d’un echantillon et du syst eme de mesure comprenant des phases stationnaire et mobile Une mesure de la conductivit e
CHROMATOGRAPHIE - ac-nancy-metzfr
• cours de chromatographie en phase gazeuse de Jean UMBER, professeur au lycee Louis Vincent 1 Chromatographie: aspects généraux: 1 1 Définitions: La chromatographie est une méthode physique de séparation basée sur les différences d'affinités des substances à analyser à l'égard de deux phases, l'une stationnaire ou fixe, l'autre
LA CHROMATOGRAPHIE - Authentification
LA CHROMATOGRAPHIE-Basée sur l’utilisation d’une phase mobile, qui contient le mélange de substances à fractionner, et une phase stationnaire, au travers de laquelle les substances sont séparées -les interactions des différentes substances avec la phase stationnaire ralentissent plus ou moins leur migration au travers de cette
Plan du cours - Paris-Est Créteil University
B Chromatographie ionique avec suppression chimique Na+ + HCO 3- H 2 CO 3 + H+ - Na+ Na+ + Cl- HCl + H+ - Na+ H 2 CO 3 (acide faible) faiblement dissocié donc faible conductivité Pour l’éluant : Pour l’éhantillon : HCl (acide fort), fortement dissocié, donc conductivité nettement plus grande que celle du sel initial
1 Définition 2 Buts de la chromatographie
phase stationnaire et la phase mobile, au cours de l’analyse 4 13 Valeurs de rétention: toutes données qui permettent de chiffrer l’action spécifique d’une phase stationnaire donnée sur un soluté donné, au cours d’une analyse chromatographie 4 14 Chromatogramme: trace sur un papier enregistreur des réponses successives du
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Plan du cours
2.PrĠparation de l'Ġchantillon
3.Analyse des métaux
4.Analysedes polluants inorganiques
5.Analyse des polluants organiques
4. Analyse des polluants inorganiques
`Ils rassemblent: `La pollution par les matières azotées: `nitrate (nitrate); nitrite (nitrite); ammonium (ammonium)) `La pollution par le phosphore : `phosphate (phosphate) `La pollution minérale par des selsEspğces solubles dans l'eau
`Ubiquistes dans les différents milieux: sol, eau, air (particules) `Impact sur l'enǀironnement͗ `Pollution de l'eau ͬsol: `Toxicité pour la faune aquatique (ammonium, nitrite) et/ou pour les humains (nitrates, fluorure) `Pollution atmosphérique:`Toxicité des nitrates AEblocage de l'hĠmoglobine interdisant le transport d'odžygğne (aussi ǀrai pour les eaux riches en nitrates)
`Acidification des gouttes nuageuses (Sulfates et nitrates) `Impact radiatif des aérosols contenant des sulfates4. Analyse des polluants inorganiques
`Techniques applicables aux phases aqueuses: `Chromatographie ionique (Ionic chromatography) `Spectrométrie UV/Vis (UV/Vis Spectrometry) `Electrodes ioniques spécifiques (Ion-Selective Electrodes) `But: Séparer les espèces ioniques et les analyser `Principe: Affinité des espèces entre la phase stationnaire(colonne) et la phase mobile(éluant)AE par Ġchange d'ions `Applications: `Estimations des concentrations en espèces réglementées `Estimation des concentrations en espèces ioniques dans une phase aqueuse.4. 1. Chromatographie ionique
4.1. La C.I. d'Ġchanges d'ions͗ ThĠorie
Ex : échange anionique
entre la mobile et la stationnaire.Liaisons ioniques
Phase mobilePompe(s)Injecteur
COLONNE
Détecteur à
conductivitéSuppresseur
électrochimique
4.1. Chromato. Ionique:Appareillage
1) Les copolymères de synthèse (gel)
ͻGénéralement des copolymères polystyrène / divinylbenzène. ͻGrains chimiquement modifiés à leur surface par greffage de groupements à caractère : -acide (groupement sulfoné) échange cationique -basique (groupement ammonium quaternaire) échange anionique Avantage:grande capacitĠ d'Ġchange car sphğres de petite taille Inconvénient: mauvaise résistance mécanique utilisation à faible pressionSO3-NR3+
Echangeur A-Échangeur C+
4.1. Chromato. Ionique:Les phases stationnaires
2) Les résines pelliculaires
Avantage: bonne résistance mécanique (support compact et imperméable). Inconvénient͗ faible capacitĠ d'Ġchange. ͻPolymère appelé Latex, préparé à partir d'un monomğre porteur de fonctions organiques et déposé sous forme de pellicule continue (µ-sphères de 0.1-0.2 m) sur des -sphères en silice, en verre ou en polystyrène (support imperméable).ͻDiamètre entre 5 et 50 m.
4.1. Chromato. Ionique:Les phases stationnaires
3) Les silices greffées
Avantages: répartition tridimentionnelle grande capacitĠ d'Ġchange (porositĠ), résistant à la pression, bonne efficacité.Inconvénient: stabilité médiocre en fonction du pH (à pH élevé, formation de silicates,
solubles dans l'eau) -stabilité pour 2 < pH < 9 Particules de silice poreuse (2-5 m) pouvant servir de support pour fixer, par des liaisons covalentes, des chaînes alkylphényles, substitués par des groupements sulfonés ou ammonium quaternaire ([silice-R'-NR3]+OH-).4.1. Chromato. Ionique:Les phases stationnaires
Phase mobilePompe(s)Injecteur
COLONNE
Détecteur à
conductivitéSuppresseur
électrochimique
4.1. Chromato. Ionique:Appareillage
4.1. Chromato. Ionique:Les phases mobiles
`La phase mobile est généralement une solution aqueuse plus ou moins concentrée.`La rétention des analytesdépend de la concentration et de la charge des ions dissous dans l'Ġluant.
`Si la concentration d'ions compensateurs est forte, les ions de l'Ġchantillon sont moins retenus`Si la concentration d'ions compensateurs est trop faible, les ions de l'Ġchantillon se fidžent de faĕon permanente͊
`PossibilitĠ d'utiliser un gradient d'Ġlution pour les Ġchantillons complexes contenant des composants de forces ioniques variables
`Par ex., débuter avec une phase mobile très diluée avec introductionPhase mobilePompe(s)Injecteur
COLONNE
Détecteur à
conductivitéSuppresseur
électrochimique
4.1. Chromato. Ionique:Appareillage
1.Conductimétrie
2.Détection optique UV/Vis
`Rappels théoriques `La conductivité exprime la resistanceau passage d'un courantélectrique à travers un matériau.
`Pour une solution, k = (cizi0i) `La conductance équivalente ionique (S.cm2.mol-1) représente la conductivité d'un ion de ǀalence Z ă 25°C :0= 1000.k/(C.Z)
Plus C , plus k
4.1. Chromato. Ionique: Les détecteurs
Détection par conductimétrie
Anions0 (S.cm2.mol-1)Cations0 (S.cm2.mol-1)
OH-198H+350
F-54Li+39
Cl-76Na+50
Br-78K+74
I-77NH4+73
NO2-72½ Mg2+53
NO3-71½ Ca2+60
HCO3-45½ Sr2+59
H2PO4-33½ Ba2+64
SCN-66½ Zn2+53
Acétate41½ Hg2+53
Propionate38½ Cu2+55
Salicylate30½ Pb2+71
ͻQuelques valeurs de conductivités ioniques équivalentes4.1. Chromato. Ionique: Les détecteurs
Détection par conductimétrie
peut détecter les acides faibles (peu dissociés). `Difficulté : reconnaître dans le signal global, la part due aux ions de l'Ġchantillon faiblement concentrĠs. `Besoin de systèmes thermostatés car forte variation de la conductivité avec la température. `Besoin d'Ġluants ayant une faible conductiǀitĠ mais une forte affinité pour la phase stationnaire.Phase mobilePompe(s)Injecteur
COLONNE
Détecteur à
conductivitéSuppresseur
électrochimique
4.1. Chromato. Ionique:Appareillage
B. C.I. avec suppression
chimiqueA. C.I. directe
4. 1. Chromatographie ionique: Les détecteurs
`ConductiǀitĠ correspond ă celle de l'Ġluant н celle des espğces ioniques séparées `Donc conductivité de fond élevée par rapport au signal de mesure forte contrainte pour les capteurs de conductivité, sensibilité faible `Forte dépendance de la conductivité avec T T doit être très constant (T 0.01C)A. Chromatographie ionique directe
B) Chromatographie ionique avec suppression chimique Na+A-Na+HCO3-
H+A- H2CO3 SO42- H+ H2O SO42- H+Vers détecteur
HCO3-+ H+--> H2CO3
Na+Na+
H2SO4+
Na2SO4
H2SO4 H2O A-Membrane
perméable aux C+Suppresseur à
membrane cationique (pour analyse des anions)4. 1. Chromatographie ionique: Les détecteurs
B. Chromatographie ionique avec suppression chimiqueNa++ HCO3-H2CO3+ H+
-Na+Na++ Cl-HCl+ H+
-Na+ H2CO3(acide faible) faiblement dissocié donc faible conductivité. `Pour l'Ġluant ͗ `Pour l'Ġchantillon ͗ HCl(acide fort), fortement dissocié, donc conductivité nettement plus grande que celle du sel initial. Signal à mesurer est 0-(Cl-) + 0+(H+) sur un faible fond de conductivité.4. 1. Chromatographie ionique: Les détecteurs
M+Cl- H+Cl- M+OH- H2O H2O H+ H2O H2O OH-Vers détecteur
OH-+ H+--> H2O
Cl- H2O M+Membrane
perméable aux A- (O2)(H2) anodecathode -H2OSuppresseur à
membrane anionique autorégénérée (pour analyse des cations) C) Chromatographie ionique avec suppression électrolytique4. 1. Chromatographie ionique: Les détecteurs
Comparaison de la sensibilité entre C.I. directe et avec suppresseurAnion Sensibilité avec
suppression de fond (ech- - phtalate-)Sensibilité après
suppression chimique (ech- + H+)Fluorure 16 404
Chlorure 38 426
Nitrate 33 421
½ Sulfate 42 430
Acétate 3 391
CationSensibilité avec
suppression de fond (ech+ - H+)Sensibilité après
suppression chimique (ech+ + OH-)Lithium-311237
Sodium-300248
Potassiun-276272
Ammonium-277271
½ Magnésium-397251Intérêt surtout pour la chromatographie anionique `Quel type de signal?4. 1. Chromatographie ionique:
ͻPremière colonne anionique développée par Stevens et Small : AS-1ComposĠe d'une rĠsine en polystyrğneͬdivinylbenzène(particules ~ 25 m) greffée d'un
groupement échangeur -NR3 (5%) Eluant initial : NaOH(transformé en eau par le suppresseur) -problème : faible affinité