Ecole des Francs-Bourgeois Ann´ee 2015-2016
Chromatographie sur couche mince
1 Principe de la chromatographie
La chromatographie sur papier est bas´ee sur la diff´erence de solubilit´e des esp`eces `a s´eparer entre la phase stationnaire (l’eau li´ee aux mol´ecules de cellulose du papier) et la phase mobile (l’´eluant). La chromatographie sur une plaque plastifi´ee recouverte d’un gel de silice est une chromatographie d’adsorption. L’adsorption est un ph´enom`ene de surface par lequel des mol´ecules de liquides se fixent sur les surfaces solides des adsorbants selon divers processus plus ou moins intenses. Ainsi, les diff´erentes substances d´epos´ees sur l’adsorbant migrent diff´eremment suivant l’intensit´e des liaisons qui existent entre elles et les mol´ecules de l’adsorbant. La plupart du temps on est amen´e `a effectuer une chromatographie de substances contenant des compos´es incolores. Ainsi, apr`es ´elution, les diff´erentes tˆaches qui ont migr´ees sur l’adsorbant ne sont pas visibles. Il est donc n´ecessaire de les r´ev´eler `a l’aide d’un r´ev´elateur (produit chimique) ou d’une lampe `a U.V.
Exemple : On cherche `a d´eterminer la composition de l’huile essentielle de lavande (liquide incolore) en faisant une C.C.M. avec du dichlorom´ethane (liquide incolore) comme
´ eluant.
Mode op´eratoire :
- Faire trois d´epˆots ´equidistants sur la ligne de d´epˆot en respectant l’ordre suivant : linalol - ac´etate de linalyl - essence de lavande
- Effectuer l’´elution avec le dichlorom´ethane.
- Sortir la plaque du b´echer et placer la ligne de front, puis s´echer la plaque.
- Effectuer la r´ev´elation du chromatogramme en plongeant l’adsorbant sec dans un bain de permanganate de potassium ou en le pla¸cant dans une enceinte riche en vapeurs de diiode ou encore en utilisant une lampe `a U.V. et des lunettes de protection.
2/2
Mode opératoire :
- Faire trois dépôts équidistants sur la ligne de dépôt en respectant l’ordre suivant : linalol – acétate de linalyl – essence de lavande
- Effectuer l’élution avec le dichlorométhane.
- Sortir la plaque du bécher et placer la ligne de front, puis sécher la plaque.
- Effectuer la révélation du chromatogramme en plongeant l’adsorbant sec dans un bain de permanganate de potassium (K+ + MnO4 –) ou en le plaçant dans une enceinte riche en vapeurs de diiode ou encore en utilisant une lampe à U.V. et des lunettes de protection.
Après avoir suivi ce protocole, on obtient le chromatogramme 1 qui, après traitement au permanganate de potassium, donne le chromatogramme 2.
Questions :
a. Pourquoi est-il indispensable de procéder à une révélation ?
b. Interpréter l’apparition des tâches brunâtres sur le chromatogramme.
c. L’essence de lavande contient-elle du linalol ? De l’acétate de linalyl ? Justifier.
d. L’essence de lavande contient-elle encore d’autres substances ? Justifier.
III. Le rapport frontal Rf
Le rapport frontal Rf d’une tâche colorée ou révélée sur un chromatogramme se définit de la manière suivante :
H Rf = h
Ce rapport permet de comparer deux tâches apparaissant sur deux chromatogrammes distincts, mais obtenus dans les mêmes conditions expérimentales.
Si ce rapport frontal est le même pour deux tâches incolores, on peut en conclure qu’il s’agit d’une seule et même substance.
Si les tâches sont colorées, elles doivent, en plus d’un même Rf, avoir la même couleur.
Question :
Sur quel(s) chromatogramme(s) retrouve-t-on la même substance que sur le chromatogramme de référence ? h H
! "
! " #
Réf
Apr`es avoir suivi ce protocole, on obtient le chromatogramme 1 qui, apr`es traitement au permanganate de potassium, donne le chromatogramme 2.
M.Suet 1 Physique-Chimie
Ecole des Francs-Bourgeois Ann´ee 2015-2016
2 Migration des esp` eces
La distance de migration des produits d´epend de leur affinit´e avec la phase stationnaire et la phase mobile. Dans l’exemple d’une phase stationnaire polaire (ex : le gel de silice) et une phase mobile apolaire (ex : hexane), les produits polaires auront tendance `a peu migrer, voire pas du tout alors que les produits apolaires migreront davantage car entrain´es par l’´eluant apolaire. Les produits passent r´eguli`erement d’une phase `a l’autre durant l’´elution. L’affinit´e joue sur le temps de s´ejour des produits dans chaque phase, plus ils ont d’affinit´e avec la phase stationnaire, plus ils vont y passer du temps, leur temps de r´etention total va donc ˆetre rallong´e. L’´eluant peut ˆetre parfois un m´elange d’un produit polaire et d’un produit apolaire (par exemple : dichlorom´ethane/hexane), ce qui permet de faire l´eg`erement migrer mˆeme les esp`eces qui ont une affinit´e avec la phase stationnaire.
Ceci a pour utilit´e d’´eviter que plusieurs produits soient confondus sur la ligne de base. La migration d´epend aussi de l’affinit´e du solvant (polaire, apolaire) avec la phase stationnaire et la phase mobile. Elle d´epend ´egalement de la concentration de l’esp`ece.
3 Le rapport frontal R
fLe rapport frontalRf d’une tˆache color´ee ou r´ev´el´ee sur un chromatogramme se d´efinit de la mani`ere suivante :
Rf = h H
Ce rapport permet de comparer deux tˆaches apparaissant sur deux chromatogrammes distincts, mais obtenus dans les mˆemes conditions exp´erimentales.
2/2
Mode opératoire :
- Faire trois dépôts équidistants sur la ligne de dépôt en respectant l’ordre suivant : linalol – acétate de linalyl – essence de lavande
- Effectuer l’élution avec le dichlorométhane.
- Sortir la plaque du bécher et placer la ligne de front, puis sécher la plaque.
- Effectuer la révélation du chromatogramme en plongeant l’adsorbant sec dans un bain de permanganate de potassium (K+ + MnO4
–) ou en le plaçant dans une enceinte riche en vapeurs de diiode ou encore en utilisant une lampe à U.V. et des lunettes de protection.
Après avoir suivi ce protocole, on obtient le chromatogramme 1 qui, après traitement au permanganate de potassium, donne le chromatogramme 2.
Questions :
a. Pourquoi est-il indispensable de procéder à une révélation ?
b. Interpréter l’apparition des tâches brunâtres sur le chromatogramme.
c. L’essence de lavande contient-elle du linalol ? De l’acétate de linalyl ? Justifier.
d. L’essence de lavande contient-elle encore d’autres substances ? Justifier.
III. Le rapport frontal R
f
Le rapport frontal Rf d’une tâche colorée ou révélée sur un chromatogramme se définit de la manière suivante :
H Rf = h
Ce rapport permet de comparer deux tâches apparaissant sur deux chromatogrammes distincts, mais obtenus dans les mêmes conditions expérimentales.
Si ce rapport frontal est le même pour deux tâches incolores, on peut en conclure qu’il s’agit d’une seule et même substance.
Si les tâches sont colorées, elles doivent, en plus d’un même Rf, avoir la même couleur.
Question :
Sur quel(s) chromatogramme(s) retrouve-t-on la même substance que sur le chromatogramme de référence ?
h H
! "
! " #
Réf
Si ce rapport frontal est le mˆeme pour deux tˆaches incolores, on peut en conclure qu’il s’agit d’une seule et mˆeme substance. Si les tˆaches sont color´ees, elles doivent, en plus d’un mˆeme Rf, avoir la mˆeme couleur.
M.Suet 2 Physique-Chimie
Ecole des Francs-Bourgeois Ann´ee 2015-2016
4 Exemples de CCM
!"#$%&'& ()*+,"$+-*".)/0&12*&3+23)0&,/#30 &&
(+**03$/+#!
&!
"!#!!$%&'(")'*&"+%,-!.-!$'/'&"0)1!
! 23!
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
!
&&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&45"#$&%62$/+#&&&&&&&& & & & 7#&3+ƵƌƐĚ͛ĠůƵƚŝŽŶ&
&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&!
43&>ŽƌƐƋƵĞů͛ĠůƵĂŶƚ0#$*0&0#&3+#$"3$&"503&60&."./0*&8/6$*09&
/6&,+#$0&60&6+#-&:0&6"&.6";20<&&
>ŽƌƐƋƵĞ ů͛ĠůƵĂŶƚ"$$0/#$& 6"& 6/-#0& :0& :%.=$9& /6& :/11+2$& 601&
:%.=$1&0$&601&0#$*">#0&"503&62/<&
&
53& ?0& :%.=$& 50*$& @& :+##0& :02A& $"3)01& 3+6+*%01&͗ ů͛ƵŶĞ ďůĞƵĞ ů͛ĂƵƚƌĞ ũĂƵŶĞ͘& ?͛ĠůƵƚŝŽŶ Ă ƉĞƌŵŝƐ ĚĞ ƐĠƉĂƌĞƌ ůĞƐ :02A&3+6+*"#$1&:2&,%6"#-0&@<&
!
63!?01!:%.=$1&7& 0$&8&ŶĞ ĚŽŶŶĞ ƋƵ͛2#0& 10260& $B3)0&C& 30&
1+#$& :01& 01.D301& 3)/,/;201& .2*01<& ?0& :%.=$&9& :+##0&
:02A&$B3)01&͗ŝůƐ͛ĂŐŝƚĚ͛ƵŶŵĠůĂŶŐĞ͘&
?01& $B3)01& E6020& 0$& F"2#0& :0& G& 0$& H& 1+#$& ,+#$%01& I& 6"&
,J,0&)"2$02*&;20&306601&:2&:%.=$&@<&&
!
:3!?01& :/1$"#301&ƉĂƌĐŽƵƌƵĞƐ ƉĂƌ ĐŚĂƋƵĞ ĐŽůŽƌĂŶƚ͕ ƋƵ͛ŝůƐ
1+/0#$&.2*1&+2&:"#1&2#&,%6"#-09&1+#$&%-"601<&
;3&&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
K"..+*$1&8*+#$"2A&K8&C&
L&M&N9O&3,&
)G&M&N9P&3,&
)H&M&Q9N&3,&
K8RGS&M&)G N9P
L N9OM&T9UPV&&&&&K8RHS&M&)H Q9N
L N9OM&T9NN&
<3!?"&3)*+,"$+-*".)/0&01$&2#0&$03)#/;20&:0&1%."*"$/+#&
ĞƚĚ͛ŝĚĞŶƚŝĨŝĐĂƚŝŽŶ&Ě͛01.D301&3)/,/;201<&
&
&
7!#!!=dh͛hED/DEd!
&
&
&
&
&
&
23!"#$!$%&'()$#*$+!&,-(!./!
#&W#&$*"30&2#0&6/-#0&:0&:%.=$&12*&6"&.6";20&((X&I&Q&3,&
:2&E"1&:0&6"&.6";20<&
Y&W#&8"/$&C&
Y& 2#& :%.=$& 0#& 44& :0& 6"& 1+62$/+#& Ě͛ĂĐŝĚĞ
"3%$Z61"6/3Z6/;20&
Y&ƵŶĚĠƉƀƚĞŶDĚ͛ƵŶĞƐŽůƵƚŝŽŶĚƵŵĠĚŝĐĂŵĞŶƚ&
Y&2#&:%.=$&0#&[&:0&6"&1+62$/+#&:0&."*"3%$",+6<&
Y&W#&5%*/8/0&601&:%.=$1&1+21&6"&6",.0&I&\@<&
Y&W#&50*10&]&ŵ>Ě͛ĠůƵĂŶƚ;ƐŽƵƐůĂŚŽ$$0S<&
Y& W#& 6"ŝƐƐĞ ĠůƵĞƌ ĚĂŶƐ ů͛ĠůƵĂŶƚ ĐŚŽŝƐŝ ũƵƐƋƵ͛ă ĐĞ ƋƵĞ ů͛ĠůƵĂŶƚĂƌƌŝǀĞăϭĐŵĚƵŚĂƵƚĚĞůĂƉůĂƋƵĞ͘&
Y& W#& 1+*$& 6"& .6";20& 0$& +#& 6"& *%5D60& 1+21& \@& .+2*& 8"/*0&
".."*">$*0&601&$B3)01<&&
!
!
!
?/-#0&:0&:%.=$&
E%3)0*& ?/-#0&:0&8*+#$&
[6";20&((X&
3+250*360&
Q&3,&
@&
H&
G&
%62"#$&
L&
)G&
)H&
!"#$%&'&
()*+,"$+-*".)/0&12*&3+23)0&,/#30 &&
(+**03$/+#!
&!
"!#!!$%&'(")'*&"+%,-!.-!$'/'&"0)1!
! 23!
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
!
&&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&45"#$&%62$/+#&&&&&&&& & & & 7#&3+ƵƌƐĚ͛ĠůƵƚŝŽŶ&
&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&!
43&>ŽƌƐƋƵĞů͛ĠůƵĂŶƚ0#$*0&0#&3+#$"3$&"503&60&."./0*&8/6$*09&
/6&,+#$0&60&6+#-&:0&6"&.6";20<&&
>ŽƌƐƋƵĞ ů͛ĠůƵĂŶƚ"$$0/#$& 6"& 6/-#0& :0& :%.=$9& /6& :/11+2$& 601&
:%.=$1&0$&601&0#$*">#0&"503&62/<&
&
53& ?0& :%.=$& 50*$& @& :+##0& :02A& $"3)01& 3+6+*%01&͗ ů͛ƵŶĞ ďůĞƵĞ ů͛ĂƵƚƌĞ ũĂƵŶĞ͘& ?͛ĠůƵƚŝŽŶ Ă ƉĞƌŵŝƐ ĚĞ ƐĠƉĂƌĞƌ ůĞƐ :02A&3+6+*"#$1&:2&,%6"#-0&@<&
!
63!?01!:%.=$1&7& 0$&8&ŶĞ ĚŽŶŶĞ ƋƵ͛2#0& 10260& $B3)0&C& 30&
1+#$& :01& 01.D301& 3)/,/;201& .2*01<& ?0& :%.=$&9& :+##0&
:02A&$B3)01&͗ŝůƐ͛ĂŐŝƚĚ͛ƵŶŵĠůĂŶŐĞ͘&
?01& $B3)01& E6020& 0$& F"2#0& :0& G& 0$& H& 1+#$& ,+#$%01& I& 6"&
,J,0&)"2$02*&;20&306601&:2&:%.=$&@<&&
!
:3!?01& :/1$"#301&ƉĂƌĐŽƵƌƵĞƐ ƉĂƌ ĐŚĂƋƵĞ ĐŽůŽƌĂŶƚ͕ ƋƵ͛ŝůƐ 1+/0#$&.2*1&+2&:"#1&2#&,%6"#-09&1+#$&%-"601<&
;3&&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
&
K"..+*$1&8*+#$"2A&K8&C&
L&M&N9O&3,&
)G&M&N9P&3,&
)H&M&Q9N&3,&
K8RGS&M&)G N9P
L N9OM&T9UPV&&&&&K8RHS&M&)H Q9N L N9OM&T9NN&
<3!?"&3)*+,"$+-*".)/0&01$&2#0&$03)#/;20&:0&1%."*"$/+#&
ĞƚĚ͛ŝĚĞŶƚŝĨŝĐĂƚŝŽŶ&Ě͛01.D301&3)/,/;201<&
&
&
7!#!!=dh͛hED/DEd!
&
&
&
&
&
&
23!"#$!$%&'()$#*$+!&,-(!./!
#&W#&$*"30&2#0&6/-#0&:0&:%.=$&12*&6"&.6";20&((X&I&Q&3,&
:2&E"1&:0&6"&.6";20<&
Y&W#&8"/$&C&
Y& 2#& :%.=$& 0#& 44& :0& 6"& 1+62$/+#& Ě͛ĂĐŝĚĞ
"3%$Z61"6/3Z6/;20&
Y&ƵŶĚĠƉƀƚĞŶDĚ͛ƵŶĞƐŽůƵƚŝŽŶĚƵŵĠĚŝĐĂŵĞŶƚ&
Y&2#&:%.=$&0#&[&:0&6"&1+62$/+#&:0&."*"3%$",+6<&
Y&W#&5%*/8/0&601&:%.=$1&1+21&6"&6",.0&I&\@<&
Y&W#&50*10&]&ŵ>Ě͛ĠůƵĂŶƚ;ƐŽƵƐůĂŚŽ$$0S<&
Y& W#& 6"ŝƐƐĞ ĠůƵĞƌ ĚĂŶƐ ů͛ĠůƵĂŶƚ ĐŚŽŝƐŝ ũƵƐƋƵ͛ă ĐĞ ƋƵĞ ů͛ĠůƵĂŶƚĂƌƌŝǀĞăϭĐŵĚƵŚĂƵƚĚĞůĂƉůĂƋƵĞ͘&
Y& W#& 1+*$& 6"& .6";20& 0$& +#& 6"& *%5D60& 1+21& \@& .+2*& 8"/*0&
".."*">$*0&601&$B3)01<&&
!
!
!
?/-#0&:0&:%.=$&
E%3)0*& ?/-#0&:0&8*+#$&
[6";20&((X&
3+250*360&
Q&3,&
@&
H&
G&
%62"#$&
L& )G&
)H&
Figure 1 – Chromatographie de colorants.
!"!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
$"!"#!$%&'()*'+&)((#!(',*&#!-#.!*/$%#.!00!#*!1!.',*!
(',*2#.!3!-)!(4(#!%)5*#5&!)-'&.!65#!-)!*/$%#!7#!8!#.*!
9-5.! :)..#;! "#! (27<$)(#,*! $',*<#,*! :<ĞŶ ĚĞ ů͛ĂĐŝĚĞ )$2*=-.)-<$=-<65#!#*!9).!7#!9)&)$2*)('-;!
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
>-5*<',?!-#.!*/$%#.!.',*!<,@<.<:-#.!
1!
00! 8!
00! !!1!
$'5@#&$-#!
:2$%#&!
9-)65#!AA1!
2-5),*!
-<+,#!7#!729B*!
-<+,#!C&',*!7#!-D2-5),*!
00! 1! 8!
8!
!"!!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
$"!"#!$%&'()*'+&)((#!(',*&#!-#.!*/$%#.!00!#*!1!.',*!
(',*2#.!3!-)!(4(#!%)5*#5&!)-'&.!65#!-)!*/$%#!7#!8!#.*!
9-5.! :)..#;! "#! (27<$)(#,*! $',*<#,*! :<ĞŶ ĚĞ ů͛ĂĐŝĚĞ )$2*=-.)-<$=-<65#!#*!9).!7#!9)&)$2*)('-;!
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
#
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
>-5*<',?!-#.!*/$%#.!.',*!<,@<.<:-#.!
1!
00! 8!
00! !!1!
$'5@#&$-#!
:2$%#&!
9-)65#!AA1!
2-5),*!
-<+,#!7#!729B*!
-<+,#!C&',*!7#!-D2-5),*!
00! 1! 8!
8!
Figure 2 – Chromatographie d’esp`eces incolores. R´ev´elation sous la lampe `a UV.
M.Suet 3 Physique-Chimie
