Cours chapitre n°3 Chimie
IDENTIFICATION D'ESPECES CHIMIQUES
Problématique : Comment identifier une substance chimique sans la confondre avec une autre?
Compétences : Utilisation des propriétés physiques pour identifier une substance :
température de fusion, température d'ébullition
densité, masse volumique
Identification par comparaison d'un espèce chimique extraite
Chromatographie (réalisation d'une CCM)
Technique vue au collège: Chromatographie
Voir activité : les états de la matière
Pour le changement gaz-liquide, on parle de liquéfaction ou de condensation (condensation = passage à un état plus dense)
Les températures de changement d'état (température de fusion et température d'ébullition) sont données pour une pression donnée (Patm = 1,013.105 Pa). La tempéarture de changement d'état est la même que l'on passe de l'état 1 à l'état 2 ou de l'état 2 à l'état 1.
La chromatographie est une méthode de séparation utilisée en purification et en caractérisation d'espèce chimique. Les différentes espèces chimiques sont entraînées par un solvant qui monte par capillarité sur un support. Chaque espèce ayant ses caractéristiques propres, elle est entraînée plus ou moins facilement par le solvant et se trouve ainsi séparer des autres. Cette séparation est caractéristique de l'espèce pour un solvant et un support donnés.
L'espèce à identifier se trouve dans une solution. On dépose l'échantillon sur un support solide ou plaque de chromatographie appelé phase fixe (alumine, silice, papier...). Le solvant s'évapore rapidement. Il est impératif de marquer la ligne horizontale sur laquelle sont effectués les dépôts.
L'éluant est un solvant ou un mélange homogène de solvants utilisés en chromatographie pour séparer les espèces chimiques.
Dans une cuve, dont le fond est rempli d'éluant (phase mobile), on trempe la partie inférieure de la phase mobile sans qu'il y ait contact avec l'échantillon. Les différents constituants du mélange ne sont pas entraînés vers le haut du support avec la même vitesse. Cette étape est nommée élution.
On repère le front d'élution ou niveau auquel arrive l'éluant en fin d'élution. On veillera à ce que ce niveau n'atteigne jamais le sommet de la plaque.
Toutes les substances n'étant pas forcément visibles à la lumière du jour, il faut procéder à la révélation (mise en évidence des espèces chimiques sur la plaque). Pour cela, il est possible d'utiliser des lampes UV (l = 254 nm) ou des révélateurs chimiques ( diiode, acide sulfurique, solution de permanganate de potassium...) qui réagissent avec la substances et forment des taches colorées sur le plaque à l'emplacement des substances chimiques recherchées.
Pour procéder à l'identification d'une substance chimique par chromatographie, on compare sa migration à celle d'une substance témoin. On utilise le rapport frontal correspondant au rapport du déplacement de la substance par la hauteur de déplacement de l'éluant.
Rf = d / h