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Chromatographie Phase Gazeuse (CPG) - Coggle Diagram
Chromatographie Phase Gazeuse (CPG)
3 Acteurs
Phase mobile
liquide, gaz, fluide supercritique
Établir l'interaction avec l'analyte
Conterbalancer l'interaction entre la phase stationaire et l'analyte
Phase stationnaire
Solide (silice), liquide
Rester immobile
Analyte
Objectifs chromatographie
Objectif analytique
Identifier des solutés qualitativement et/ou quantitativement
Les quantités analysées doivent être extrêmement petites<- règles idéalité thérmodynamique <- coeff de partage = constante d'équilibre thérmodynamique -> activité intervenants = concentration si la quantité est très faible
Séparer les composants d'un échantillon
Nombre et leur volume sont moindres
Les produits de la chromatographie analytique peuvent même ne pas être collectés
Objectif préparatif
isoler et de purifier une quantité raisonnable d'une substance spécifique d'un échantillon
Quantité large, exprimées en mL / L ou en mg / g
Nombre et le volume des échantillons sont élevés
Les produits obtenus par chromatographie préparative sont utilisés dans le traitement en aval
LC vc GC
Phase stationnaire
LC
Nature physique : solide/liquide
Polarité : +
GC
Nature physique : solide/liquide
Polarité : ++
Phase mobile
LC
Liquide
Polarité : +++
GC
Gaz
Polarité : 0
Analyte
LC
Liquide
MW : 500.000
Polarité : +++
GC
Gaz
MW : 500 - 1000
Polarité : +
On conserve le GC car elle est plus
efficace, sélective et plus résolutive
Intéraction solutés-solvants
Forces intermoléculaires
Dispersion (dipôle instantané-dipôle instantané)
Induction (dipôle permanent-dipôle induit)
Orientation (dipôle permanent-dipôle permanent)
Liaison hydrogène
Intéraction électrostatistique entre les espèces ionisées
Mc Reynolds Rohrschneider
Constante de Rohrschneider
5 molécules étudiées sur une phase stationnaire de référence (la squalane (la plus apolaire)) et une phase stationnaire à étudier
(I étudiée - I référence)/100
Constante de Mac Reynolds
10 molécules témoins
Polarité = Σconstantes de Mac Reynolds
Σ5:
0-500 : apolaire
500-2000 : moyennement polaire
2000 : fortement polaire
Probes
X'
Mac Reynolds
Benzène
Densité d'électron pour les hydrocarbures aromatique et oléfinique
Rohrschneider
Benzène
Y'
Mac Reynolds
n-Butanol
Capacité d'accepter ou de donner le proton
Rohrschneider
Ethanol
Z'
Mac Reynolds
2-Pentanone
Intéraction de l'accepteur de proton
Rohrschneider
2-Butanone
U'
Mac Reynolds
Nitropropane
Intéraction dipôle
Rohrschneider
Nitrométhane
S'
Mac Reynolds
Pyridine
Intéraction de la forte accepteur de proton
Rohrschneider
Pyridine
Optimisation HEPT en fonction de la vitesse linéaire du gaz vecteur
H = A + (B/u) + (C/u)
A
: terme de remplissage
Independant de la vitesse
Important dans les colonnes remplies garnies de particules
B
: terme de diffusion
Tendance naturelle des molécules de solutés à se disperser -> à diffuser dans toutes les directions
dispersion +++ <- débit ---
Important quand la PM est un gaz
inversement proportionnelle de la vitesse
C
: terme de transfert de masse
Résistance des solutés à se répartir à l'équilibre entre les deux phases
Débit +++ -> équilibre est difficile à atteindre <- turbulences et gradients de contentration +++
Directement proportionnelle de la vitesse
= la somme du coefficient de diffusion dans la PM gazeuse et du coefficient de diffusion dans la PS liquide : C = C G + C L
La courbe correspondante est une branche d'hyperbole qui passe par un minimum correspondant au débit optimal
Équation de Wet et Prétorius -> lie l'efficacité de la colonne à la température
h = A' + B'/Tc + C'Tc
Colonnes : Remplies capillaires
PLOT (Porous Layer Open Tubular)
Tube ouvert à couche poreuse où la phase stationnaire est un solide poreux non imprégné
PS plus grand -> composé COV
SCOT (Support Coated Open Tubular)
Tube ouvert à support imprégné où la phase stationnaire est un solide imprégné
Plus de la surface volume de PS -> plus de composés sont retenu
WCOT (Wall Coated Open Tubular)
Tube ouvert à paroi recouverte d' un film liquide greffé ou non
98% support silice fondue
98% greffée
À l''extérieur : polymide -> eviter que les silices font rentrer l'oxygène
upacked
Diamètre
petit
Plus de plateaux théoriques -> efficace -> bonne résolution
Temps de rétention plus court
Capacité petit -> injection spéciale et débit petit
Mise en oeuvre difficile
grand
Résolution moins bonne
Capacité grande
Plus facile à mettre en oeuvre
Épaisseur du film
Le film est épais -> composés rétenus +++ -> composés ont du mal à sortir
Les colonnes qui ont des phases épaisses sont réservées aux composés volatils
Injecteur
Injecteur split splitless
Servir à vaporiser le mélange/solvant organique à analyser
Température de l'injecteur doit être de 15°C à 20°C supérieure par rapport à la température de vaporisation de la molécule la moins volatile du mélange.
Split ratio = débit de split (ml/min) / débit de colonne capillaire (ml/min)
Mode
Split
mode diviseur : seule une faible partie de l’échantillon est transférée dans la colonne capillaire
Vanne de fuite (ou vanne de split) divise ce mélange en deux fractions dont
la plus importante est
évacuée
1) la vaporisation de l’échantillon liquide se fait dans l’insert ou liner
2) une fois sous forme de gaz, une fraction de l’échantillon est entrainée dans la colonne capillaire et l’autre fraction - la plus importante – vers l’extérieur via le débit de fuite
À utiliser lorsque le mélange contient des
analytes fortement concentrés
Splitless
but : transférer
la totalité de l’échantillon
dans la colonne capillaire lors d’une injection dans un chromatographe en phase gazeuse
1) Le débit de split est réduit à zéro (vanne de split fermée)
2) L’injection de l’échantillon se fait dans le corps de l’injecteur
3) La vaporisation de l'échantillon
4) Sous l’effet de la pression du gaz vecteur, la totalité de l’échantillon va ainsi être entrainée dans la colonne capillaire
5) La vanne de split est ouverte pour éliminer les dernières vapeurs de solvant du l’échantillon vaporisé
réservé aux échantillons en
solution très diluée
la durée de fermeture de la vanne de split =
le temps de splitless
