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Comment identifier des espèces séparées par chromatographie sur couche mince ?

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Objectif :

Lors de la fabrication d'une espèce de synthèse, on se doit de vérifier que l'espèce fabriquée est conforme aux attentes. A partir d'une chromatographie, comment peut-on vérifier le résultat de la synthèse ?

1. Une technique d'analyse comparative

La chromatographie nous a permis de séparer les constituants d'un mélange homogène grâce à leur solubilité dans l'éluant choisi. Ces espèces chimiques ont ainsi migré à des hauteurs différentes sur le support. L'analyse du chromatogramme obtenu est alors simple :

• Une tâche du chromatogramme représentant une espèce chimique pure, il suffit d'observer les différentes tâches issues d'un mélange par rapport aux différents témoins pour établir la composition du mélange.

• Si deux tâches sont à la même hauteur par rapport à la ligne de base sur un chromatogramme alors elles représentent la même espèce chimique (analyse comparative).

La séparation des constituants peut faire appel à la notion de rapport frontal d'une espèce chimique.
Il s'agit du rapport entre la distance de migration de l'espèce chimique et la distance de migration du solvant :

Après avoir calculé le rapport frontal pour chacune des tâches issues d'un mélange, on le compare aux données existantes dans les tables de rapports frontaux correspondant à l'éluant choisi : deux rapports frontaux égaux pour le même éluant correspondent à la même espèce chimique.

2. Chromatographie des colorants alimentaires

La chromatographie des colorants alimentaires peut se réaliser sur une feuille de papier simple ou sur une feuille de papier Whatman. L'éluant choisi peut être un mélange d'eau salée et d'éthanol. Le chromatogramme est facilement analysable car les espèces chimiques utilisées sont colorées.

Considérons le colorant du sirop de menthe et trois témoins : rouge (E122), bleu (E131) et jaune (E102).
Le chromatogramme permet de séparer le colorant vert du sirop en deux constituants : un colorant jaune pur et un colorant bleu pur. Par comparaison, le colorant jaune correspond au colorant jaune témoin (E102) et le colorant bleu, au colorant bleu témoin (E131). Le colorant rouge (E122) n'est pas présent dans le colorant vert.

Remarque :
Les rapports frontaux des colorants bleu et jaune sont :

R _bleu = d _bleu /d _BS et R _jaune = d _jaune /d _BS.

S'il n'y avait eu aucun témoin, il aurait suffit de réaliser la chromatographie du colorant vert seul, de calculer les rapports frontaux ci-dessus et d'utiliser le résultat des tables avec l'éluant choisi pour déterminer la composition du mélange.

L'essentiel

Le chromatogramme issu de la chromatographie révèle différentes tâches. Les tâches du mélange sont comparées aux tâches des différents témoins. L'identification est possible lorsque deux tâches sont à la même hauteur : c'est une analyse comparative.

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