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Séparation et identification d’espèces chimiques par chromatographie

 

Objectifs :

 - Connaître le principe de séparation et d'identification des espèces chimiques par chromatographie.

- Réaliser la chromatographie de colorants alimentaires et de l’huile essentielle de lavande.

 

La chromatographie consiste à entraîner les espèces chimiques d’un mélange le long d’un support vertical (phase fixe) grâce à un liquide appelé éluant (phase mobile).

L’éluant monte le long du support en entraînant avec lui les différents constituants : les constituants migrent à des vitesses différentes selon l’espèce chimique.

1.     Les colorants du sirop de menthe

But : contrôler les colorant contenus dans du sirop de menthe par chromatographie.

 

Méthode pour réaliser la chromatographie :

è Préparation de la cuve à chromatographie

·        Dans une cuve à élution (pot avec couvercle), verser sur une hauteur de 0.5 cm une solution composée d’eau salée et d’éthanol. Cette solution est appelé éluant.

·        Refermer  la cuve avec son couvercle

è Préparation du papier à chromatographie

·        Prendre une bande de papier filtre destinée à la chromatographie (4x8cm) dans le sens de la hauteur. Tracer un trait de crayon à papier à 1 cm du bord inférieur. Ce trait est appelé ligne de dépôt.

·        Sur ce trait tracer 3 petites croix à environ 1 cm d’intervalle. Sous la première croix inscrire la lettre J (pour jaune), sous la deuxième la lettre V (pour vert) et sous la troisième la lettre B (pour Bleu).

·        A l’aide de pics en bois, déposer une goutte des colorants jaune, vert et bleu sur chaque croix. Laisser sécher.

è Elution

·        Placer délicatement le papier dans la cuve, en position verticale ; refermer le couvercle et laisser évoluer l’ensemble jusqu’à ce que l’éluant monte à 1 cm environ du haut de la plaque et repérer immédiatement par un trait de crayon à papier la hauteur maximale atteinte par l’éluant, ce trait est appelé front de l’éluant (ou front du solvant). Laisser sécher.

 

Répondre aux questions suivantes :

è Compléter le schéma ci contre :

è Qu’observe-t-on une fois que l’on a trempé le papier dans l’éluant ?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

è En chromatographie, il existe toujours une phase appelée phase fixe et une autre appelée phase mobile.
Quelle est la phase fixe dans cette expérience ?
…………………………………………………………………………………………………..

Quelle est la phase mobile ?

…………………………………………………………………………………………………..

1

 

 

è Lorsque la plaque à chromatographie est sèche, observer le chromatogramme obtenu et le représenter sur le schéma ci-contre en respectant les couleurs observées.

è Décrire précisément ce qu’est devenu chaque dépôt, et notamment à quelle hauteur à partir de la ligne de dépôt il est monté :

Dépôt de colorant bleu : ……………………………………….……………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………………………..

Dépôt de colorant jaune : …………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………...

Dépôt de colorant vert : ….…………………………………………….........................................

…………………………………………………………………….………………………………………………………….

3

è Que peut-on en déduire sur la couleur verte du sirop de menthe ?

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2.     Evaluation expérimentale : Les colorants des M&M’s

But : On souhaite savoir comment sont obtenues les couleurs des bonbons M&M’s (utilisation d’un seul colorant ou d’un mélange de colorants).

Mode opératoire : choisir trois bonbons M&M’s de couleurs différentes et réaliser une chromatographie des colorants  contenus dans ces bonbons en utilisant la même méthode que celle du paragraphe 1.

Conseil : Pour extraire le colorant d’un bonbon, mettre une petite goutte d’eau distillée dans un récipient en porcelaine et frotter le bonbon jusqu’à ce que l’eau soit colorée et que le bonbon blanchisse.

Evaluation expérimentale : L’expérience réalisée sera évaluée selon la grille suivante :

Critère d’évaluation

Note        /5

Ligne de dépôt tracée au crayon de papier

         /0,5

Bonne position de la ligne

         /0,5

Bonne position des croix et des lettres

         /0,5

Dépôts nets bien positionnés

         /0,5

Dépôts de couleurs différentes

         /0,5

Pic différent pour chaque colorant

         /0,5

Hauteur du solvant

         /0,5

Bande de papier bien positionnée

         /0,5

Retrait de la bande au bon moment

         /0,5

Exploitation et conclusion

         /0,5

 

Représentation du chromatogramme obtenu :

4

Description des résultats et conclusion :

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3.     Chromatographie de l’huile essentielle de lavande

Lors de l’hydrodistillation (voir TP de chimie n°3), nous avons obtenu de l’huile essentielle de lavande. L’aspect de cette huile ne nous permet pas de savoir si elle contient une ou plusieurs espèces chimiques. Nous allons donc réaliser la chromatographie de cette huile.

Cependant pour mener à bien cette expérience il va falloir utiliser un nouvel éluant.

L’adsorbant utilisé cette fois-ci est une plaque de CCM (Chromatographie sur Couche Mince). C’est une feuille de papier aluminium recouverte d’une fine couche de silice.

L’éluant sera du dichlorométhane.

3.1.   Protocole expérimental

è préparation de la cuve : le niveau au fond de la cuve doit être de 5 à 8 mm. L’atmosphère de la cuve doit être saturée en vapeur d’éluant. Il faut donc la préparer à l’avance et bien la refermer.

è Plaque de CCM : sur la ligne de dépôt on dépose dans l’ordre une goutte de linalol (repérée par la lettre L), une goutte d’acétate de linalyle (repérée par la lettre A), une goutte d’extrait de lavande (repérée par la lettre E) et une goutte d’extrait de lavande commercial (repérée par la lettre E’).

è On procède à l’élution, on trace le front du solvant et on sèche la plaque.

 

Dans ce cas, les taches ne sont pas colorées ; deux moyens sont possibles pour les visualiser :

Révélation UV : on place la plaque sous une lampe UV (Ultra Violet), les taches apparaissent

Révélation par une solution : On plonge la plaque horizontalement et rapidement dans une solution de permanganate de potassium puis  on sèche et on entoure les taches avec un crayon.

 

3.2.   Exploitation

è  Quel est le rôle de la révélation ?

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è  Schématiser le chromatogramme après cette révélation :

è  Que peut-on en déduire par rapport à la composition de l’huile essentielle de lavande ? (à justifier)

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