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CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE
Les techniques de chromatographie se sont développées avec une telle rapidité au cours de ces 40 dernières années que leur utilisation en chimie analytique est devenue incontournable tant en laboratoire de recherche qu'en laboratoire de contrôle. A l'origine utilisée pour la séparation de substances colorées (d'où son nom), la chromatographie est aujourd'hui une méthode puissante d'analyse qualitative et quantitative. La Chromatographie sur Couche Mince (CCM) est une méthode simple et rapide qui permet de suivre l'évolution d'une réaction ou de tester la pureté de composés organiques. PRINCIPELa phase mobile est un solvant ou un mélange de solvants (état liquide) et la phase stationnaire est généralement un adsorbant maintenu sur une plaque soit en verre soit en plastique rigide. L'échantillon soit liquide ou solubilisé dans un solvant volatil est déposé ponctuellement sur la phase stationnaire (sur la plaque). Les constituants de l'échantillon sont élués (entraînés) par la phase mobile qui grimpe par capillarité vers le haut de la plaque. Ils peuvent être identifiés par comparaison à l'élution simultanée de témoins. Bien que le principe de la CCM soit connu depuis plus d'un siècle [1], son application en tant que méthode analytique ne date que de la fin des années 50 [2, 3], lorsqu'on abandonna progressivement la chromatographie sur papier pour celle réalisée sur des adsorbants déposés sur une plaque de verre pour des questions de reproductibilité, de rapidité. Cette technique de séparation est performante et certainement pleine d'avenir [4]. MODE OPERATOIREDépôtIl se fait linéairement de façon ponctuelle à l'aide d'une pipette capillaire à usage unique. Celle-ci doit être placée perpendiculairement (pour qu'elle ne se vide pas seule) et prudemment sur la plaque (pour ne pas l'endommager). Il est parfois nécessaire (problème de concentration) de faire plusieurs dépôts du même échantillon au même endroit. Il faut alors sécher (sèche-cheveux) entre chaque dépôt.
Figure 1 : dépôt de l'échantillon Développement des plaquesLa plaque est placée dans une cuve saturée en vapeur de solvant d'élution. Un bord de cette plaque trempe dans un fond de solvant, en prenant soin d'éviter tout contact entre le dépôt ponctuel de l'échantillon et le solvant. Ce dernier migre alors par capillarité vers le haut de la plaque. Figure 2 : cuves de CCM Les différents constituants de l'échantillon ne migrant pas à la même vitesse le long de la plaque, on obtient alors dans le cas idéal autant de taches que de constituants sur le trajet de migration du solvant (méthode de séparation). Visualisation des substances séparéesEn dehors du cas particulier où les composés sont visibles à l'oeil nu, il existe 2 manières de visualiser les taches.
Après avoir été révélées, les taches sont marquées au crayon de façon à pouvoir se rappeler de leur position même après qu'elles se soient estompées. Interprétation
Figure 3 : migration en CCM La Figure 3 montre le front de migration par capillarité du solvant à partir de la ligne de dépose des échantillons. La tache correspond à un produit qui a migré sur une distance B alors que le solvant a migré sur une distance A. Le paramètre le plus utilisé pour l'analyse qualitative est le facteur de rétention Rf. La valeur de Rf est définie par le rapport de la distance parcourue par la substance sur la distance parcourue par le front de solvant soit la relation :
Equation 1 La valeur de Rf est donc comprise entre 0 et 1. Pour obtenir des Rf reproductibles, il est nécessaire d'opérer dans des conditions identiques : composition identique d'éluant, température constante, cuve saturée ... Analyse qualitativeSi les témoins placés à coté de l'échantillon ont été bien choisis, les taches ayant parcouru la même distance ont de grandes chances d'être de même nature que les constituants de l'échantillon. Lorsqu'une substance a été localisée sur la plaque mais non identifiée, on peut gratter la tache et l'étudier après dissolution dans un solvant à l'aide des méthodes d'identification (spectroscopie infrarouge, UV, spectrométrie de masse...). Analyse quantitativeOn peut à l'aide d'un spectromètre (scanner), après étalonnage, obtenir des résultats tout à fait précis. Les procédés indirects (grattage et élution) ne permettent pas une détermination quantitative aussi précise. Références bibliographiques
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ATTENTION, ce cours n'évolue plus depuis 2001, pages "perso" de Vincent.Dalmeyda(chez)free.fr |
