Techniques expérimentales

Méthodes chromatographiques


Une chromatographie est initialement une méthode de séparation. Cette séparation a deux utilisations possibles : purifier et caractériser. On distinguera donc les méthodes chromatographiques destructives destinées à l'identification des méthodes non-destructives pouvant être utilisées en purification.


Étymologiquement, chromatographie signifie l'image en couleur, puisque historiquement, les premières méthodes chromatographiques utilisées étaient faites sur support papier et servaient à séparer des mélanges. Si les produits étaient colorés, le chimiste ne faisait que constater la migration, sinon il utilisait des révélateurs colorés pour constater la migration.

La technique de chromatographie a été découverte par le botaniste russe Mikhail Tswett.

De façon générale, une chromatographie utilise une phase stationnaire, une phase mobile. Le produit qui sera chromatographié sera selon ses affinités soit plutôt attiré par la phase stationnaire (et migrera), soit par la phase mobile (et ne migrera pas). La technique de séparation est donc la conséquence d'un processus complexe d'interactions favorables ou défavorables entre le produit et les deux phases.

Animation

Selon les techniques, la phase stationnaire sera solide ou fluide, et la phase mobile toujours fluide (liquide ou gaz).


Les différentes méthodes chromatographiques sont les suivantes. Entre parenthèses sont notées les abréviations françaises et anglo-saxones.

On notera que la chromatographie peut être utilisée de façon quantitative en vue de la détermination de caractéristiques cinétiques (évolution temporelle de réaction) ou thermodynamiques (énergies et constantes de réaction).

Le terme de chromatographie recouvre donc plusieurs technologies basées sur un principe commun : l'identification par la séparation. Les techniques les plus courantes sont résumées dans le tableau ci-dessous. Nous avons à retenir avant tout que :

Chromatographie = Séparation.

Les différentes techniques exposées ci-dessus sont très différentes sur le plan technologique mais ont de nombreux points communs sur le principe de fonctionnement.

Elles sont différentes quant au matériel utilisé. Une CCM nécessite une feuille de papier, un solvant et une cuve en verre. La CPG, ou la CLHP nécessite des appareils de technologies poussées de coût élevé.

On a présenté la chromatographie en tant que technique de séparation. Cette technique oblige d’avoir dans tous les cas deux phases. Une phase stationnaire qui fixera la nature de l'interaction et une phase mobile où circulera le mélange à identifier.

La séparation implique une interaction entre les molécules et son entourage (phase mobile et phase stationnaire). Les interactions qui peuvent entrer en jeu à cette échelle sont de trois natures :

  • Électrostatique
  • Liaison hydrogène
  • Stérique

Nous détaillerons plus tard à quelle méthode correspondent quelles interactions.

Comme méthode de purification

Utiliser les méthodes chromatographiques comme méthode de purification est réalisable avec les chromatographies non destructives. Les deux méthodes principales utilisées sont les chromatographies sur colonne et ionique (basée sur des interactions de type électrostatique et liaison hydrogène) et la chromatographie par perméation de gel (basée sur une méthode de séparation stérique).

Comme méthode d'identification

On peut identifier en chromatographie un composé dans un mélange, un isomère parmi plusieurs isomères, voire avec des dispositifs assez perfectionnés, un énantiomère d'un autre énantiomère. Cette identification est possible en comparant le chromatogramme à un authentique, lui même étant un chromatogramme établit à partir du composé pur réalisé dans les conditions absolument identiques à celle du mélange.

Comme méthode de dosage

Certains chromatogrammes (CPG, CLHP, ...) présentent des pics dont la surface est proportionnelle au nombre de moles détectés. Ceci permet de faire des suivis quantitatifs de réaction.


Bibliographie

Méthodes chromatographiques

  • Braithwaite and Smith 1985 - Chromatographic Methods - 4ème éd., Chapman and Hall.
  • Savidan 1963 - La chromatographie - Dunod.

Bibliographie complémentaire

Electrophorèse

  • Barthe K. et Myers P. 1998 - Chem. Brit., 7, p. 42-44.

 


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