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 va monter par capillarité le long du papier et entraîner 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?

Bleu, Jaune

Quelles sont les couleurs formées de 2 colorants?

Vert (bleu + jaune), Orange (rose + jaune), Rouge (rouge + rose), Violet (bleu +rose

Quelles sont les couleurs formées de 3 colorants?

noir (rose + bleu + noir)

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

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.

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

Parce qu’il a une plus grande affinité pour l’eau (hydrophile).

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

Noir (indélébile)-Rose-Jaune-Rouge-Noir-Bleu

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

Il est indélébile. Il est hydrophobe: il n’a pas d’affinité pour l’eau.

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

En changeant le solvant. On pourrait remplacer l’eau par un liquide hydrophobe: la benzine par exemple.

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

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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:

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 dissoudres séparément dans de l’eau (comme un sachet de thé).

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