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Travaux Pratique CHIMIE n°4IDENTIFICATION DES ESPECES CHIMIQUES PAR CHROMATOGRAPHIE
INTRODUCTION : La chromatographie a été découverte de manière fortuite par un botaniste russe Mikhail Tswett., alors qu’il travaillait sur des pigments végétaux colorés. ![]() En 1906, Tswett observe la séparation des pigments colorés (chlorophylles…) de feuilles d’épinard qu’il filtrait à l’aide d’une colonne remplie de carbonate de calcium en utilisant de l’éther de pétrole comme solvant d’extraction. ![]() Dans ces conditions, en effet, des zones colorées vertes et jaunes se forment. Tswett constatait : "Tout comme les rayons lumineux d'un spectre, les différentes composantes d'un mélange de colorants se déploient sur la colonne de carbonate de calcium selon une loi et peuvent être analysées qualitativement et quantitativement". Il faut savoir que le mot « chromatographie » vient du grec « Khroma » qui signifie couleur et de « graphe » pour la représentation « écrite ». ![]() La chromatographie est restée inexploitée jusqu’en 1931, date à laquelle R. Kuhn, A.Winterstein et E. Lederer (chimiste français) la réutilisent avec succès.
OBJECTIFS : L’objectif de la première activité est de séparer par chromatographie sur feuille de papier Whatman les colorants contenus dans diverses encres de feutres. La seconde activité a pour but de vérifier la présence de vanilline extraite du sucre vanillé (réalisée lors du TP 3 de chimie), puis d’identifier ce composé dans un arôme de vanille destiné à la pâtisserie. On utilisera la chromatographie sur couche mince (CCM). Liste du matériel : Sur la paillasse enseignant, on trouve : - éluant 1 : eau salée +éthanol - éluant 2 : dichlorométhane + éthanol - lampe UV - feutres colorés - vanilline pure dans dichlorométhane - éthylvanilline pure dans dichlorométhane - arôme de vanille (en gousse ou liquide) de pâtisserie dans dichlorométhane - agrafeuse et sèche cheveux Sur votre paillasse, vous trouvez : - 2 cuves à chromatographie - feuille 13 x 8 cm de papier whatman - plaque de chromatographie sur couche mince (silice) : CCM - piques bois I - Chromatographie sur papier d’encres de feutres colorés
II - Chromatographie sur papier d’encres de feutres colorés 2.1- manipulation : ![]()
2.2- Compte-rendu : pour vous aider prenez votre livre page 30 et 31
DOCUMENTS D’AIDE ![]() La chromatographie (TP) 1.1. Définition La chromatographie est une technique qui permet de séparer et d’identifier les différents constituants d’un mélange. 1.2. Principe de la chromatographie sur couche mince (C.C.M.) La chromatographie fait intervenir deux phases : la phase mobile, constituée d’un solvant appelé éluant. la phase fixe, papier filtre ou gel de silice sur une plaque en aluminium. Mise en œuvre : On dépose le mélange à analyser sur la phase fixe, à 1,5 cm du bas. On place la plaque de chromatographie dans une cuve contenant l’éluant. Les constituants du mélange sont entraînés par l’éluant qui migre sur la phase fixe par capillarité (comme dans un buvard). La séparation du mélange s’effectue lors de la migration de la phase mobile. Elle s’explique par un double phénomène : les constituants du mélange ont des solubilités différentes dans l’éluant ; les constituants du mélange sont entraînés par l’éluant à des vitesses différentes. Ainsi, les constituants du mélange sont séparés et ils peuvent être identifiés en comparant leur déplacement à ceux de composés purs connus. Chaque tache correspond à la présence d’un composé chimique. Sa position sur la plaque est caractéristique de la substance pour une chromatographie donnée. 1.3. Révélation Si les composants ne sont pas colorés, il faut faire apparaître les taches qui leur correspondent. Cela peut se faire de deux manières : à la lampe U.V. à l’aide réactifs chimiques (vapeur de diiode, solution de permanganate de potassium...). On entoure ensuite au crayon les taches qui apparaissent : c’est le chromatogramme. 1.4. Rapport frontal. Identification Le rapport frontal ![]() Le rapport frontal est définit par : ![]() avec : H la hauteur parcourue par l’éluant. h la hauteur atteinte par chaque tache en prenant le milieu de la tache. Identification des espèces chimiques : Le chromatogramme comporte autant de tache que l’échantillon analysé contient d’espèces chimiques différentes. Pour une plaque et un éluant déterminé, le rapport frontal ![]() Des corps qui présentent le même rapport frontal sur la même plaque sont identiques. APPLICATIONS Exercice 1 Les sirops de fruits et les sodas contiennent souvent des colorants. On dispose de trois sirops : deux de grenadine, ![]() ![]() Tous contiennent des colorants. ![]() ![]() O ne contient que du jaune orangé S.
1°/ La plaque à chromatographie est un rectangle de 3,0 cm par 7,0 cm. Sachant que l’éluant à migré de 5,0 cm, dessiner le chromatogramme obtenu pour ces trois sirops. (Les trois sur la même plaque.) 2°/ En admettant que le colorant qui migre le plus soit celui qui est le plus soluble dans l’éluant, indiquer, parmi les trois colorants, celui qui est le plus soluble dans l’éluant utilisé. 3°/ Quels test peut-on réaliser pour mettre en évidence la présence d’eau et de glucose dans ces sirops ? Exercice 2 Pierre se rend compte qu’en mélangeant deux colorants alimentaires rouge et vert, il obtient du marron. Pour montrer à ses amis sa découverte, il dépose à l’aide d’un bâtonnet en bois une goutte de colorant sur du papier filtre. Il plonge le bas de sa bandelette de papier dans un verre contenant un mélange d’eau et d’alcool et laisse migrer. Or, au lieu d’observer deux taches comme il l’espérait, Pierre en observe trois. 1°/ Comment nomme-t-on l’expérience qu’a réalisé Pierre ? 2°/ On donne les rapports frontaux des trois couleurs pour les conditions de l’expérience : ![]() ![]() ![]() Dessiner le chromatogramme que Pierre et ses amis ont observé. 3°/ Expliquer pourquoi trois taches sont observées. EXERCICES A FAIRE POUR VENDREDI 26 APRES-MIDI (Une vérification sera effectuée et sanctionnée si le travail n’est pas réalisé) NOTE IMPORTANTE VENIR VENDREDI 26 AVEC VOS COURS DE SCIENCES PHYSIQUES, une VERIFICATION sera effectuée pour s’assurer d’une bonne gestion et organisation de votre travail personnel. Document : page 1 (introduction) ; page 2 et 3 (TP) ; page 4 (aide) ; page 5 (exercices) |