Chromatographie sur colonne - Maxicours

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Chromatographie sur colonne

Objectif : Le chimiste utilise la chromatographie sur couche mince lorsqu'il souhaite analyser un mélange. En utilisant le principe à la base de cette technique, comment peut-il séparer les constituants d'un mélange ?
1. Principe
La chromatographie est une méthode physique de séparation dans laquelle on utilise deux phases (phase fixe et phase mobile) et l'affinité d'une espèce chimique à « s'associer » davantage à l'une qu'à l'autre.

Dans le cas de la chromatographie sur colonne, on cherche à séparer de petites quantités d'un mélange. Cette méthode est particulièrement adaptée aux mélanges colorés. En classe de seconde, la phase mobile est liquide (éluant) et la phase fixe est solide.
Chaque constituant étant plus ou moins facilement absorbé par la phase fixe et plus ou moins dissout dans la phase mobile, sa migration au travers de la colonne se fera à une certaine vitesse. Il faut parfois utiliser plusieurs solvants les uns après les autres pour entraîner au mieux les différents constituants.

2. Méthode appliquée à la séparation des colorants du sirop de menthe.
L'étiquette d'un sirop de menthe indique la présence de deux colorants E102 et E131. Pour réaliser la séparation des deux colorants, on réalise une chromatographie sur colonne. Le mélange coloré favorise le suivi de la séparation. On choisira un premier éluant qui n'entraîne qu'un des colorant puis un second éluant qui n'entraîne que le deuxième colorant.

Utilisons un cylindre de verre placé verticalement, au bas duquel se trouve un robinet. La colonne est remplie à une certaine hauteur par un solide absorbant (phase fixe, par exemple, alumine) imprégné et recouvert d'un solvant (par exemple, eau). Il faut veiller à ce que l'absorbant ne soit jamais sec !

Le sirop de menthe est déposé au sommet de la colonne. En ouvrant le robinet, le sirop pénètre à la surface de l'alumine. Les colorants se séparent et se fixent sur l'alumine ou s'échangent avec le solvant. On fait passer à la suite du sirop de menthe, le premier éluant qui lave la colonne et entraîne l'un des colorant. Lorsque le premier colorant arrive en bas de la colonne, on le récupère dans un premier bécher.  On verse ensuite le second éluant et lorsque le second colorant parvient en bas de la colonne, on le récupère dans un second bécher.

Grâce à cette méthode on peut séparer le colorant bleu E131 du colorant jaune E102.

L'essentiel

La chromatographie sur colonne est une technique de séparation des constituants d'un mélange. Cette méthode repose sur la différence d'affinité existant entre ces constituants, un éluant (phase mobile) qui les entraîne, et la phase fixe (solide absorbant).

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