Chromatographie sur colonne

[Pasnora]

Bonsoir,

Dans le cadre d’un de mon TP en chimie organique sur la chromatographie sur colonne, j’ai une série de questions auxquelles je n’arrive pas à répondre.
Je ne suis pas sûre des réponses que j'ai mise. D'où les points d'interrogation.

NOTE : je dois extraire quatre pigments d’une plante, le persil (chlorophylles a et b, la xanthophylle et le carotène).
Solvant utilisé : l’éther de pétrole/acétone
Colonne : silicagel

Questions :
1- Quelle est l’importance des facteurs suivants :
- Longueur de la colonne : permet la bonne distinction des pigments ?
- Pureté des solvants utilisés pour l’élution : permet la séparation des solvants, séparation de meilleure qualité ?
- Vitesse d’écoulement de l’éluant : l’éluant, ici, c’est bien mon solvant ? Càd l’éther de pétrole/acétone. Est-ce que la vitesse d’écoulement à un rapport avec la polarité de l’éluant ou du composé ?

2- Expliquer pourquoi il est important que l’extrait à chromatographier soit bien sec ? Car contient des trace H2O polaire qui vont perturber la migration des pigments ?

3- Pourquoi les substances migrent-elles à des vitesses différentes ? A cause de leur polarité, les moins polaires seront éluées les premiers et les plus polaire par la suite ?

4- Quel(s) procédé(s) faudrait-il utiliser pour séparer par chromatographie sur colonne des substances non colorée ? je ne sais pas

5- Comment pourrait-on recueillir séparément les différents constituants pour en faire des substances pures ? Après évaporation du solvant ?

Merciii
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[Baal149]

Bonjour,

1- Quelle est l’importance des facteurs suivants :
- Longueur de la colonne : permet la bonne distinction des pigments ?
- Pureté des solvants utilisés pour l’élution : permet la séparation des solvants, séparation de meilleure qualité ?
- Vitesse d’écoulement de l’éluant : l’éluant, ici, c’est bien mon solvant ? Càd l’éther de pétrole/acétone. Est-ce que la vitesse d’écoulement à un rapport avec la polarité de l’éluant ou du composé ?

En fait, une colonne marche très bien avec des composés non colorés. Il faut alors utiliser des révélateurs ou utiliser des UV (suivants les composés) pour les mettre en évidences.
Donc la longueur de colonne sert à améliorer la séparation de tes composés mais allonge le temps d'élution (donc le temps que tu va passer devant ta colonne).

Ensuite, des solvants de meilleurs qualités peuvent éventuellement améliorer (notamment si il y a des traces d'acides ou de bases) mais ça m'étonnerais que ça soit un critère important en l’occurrence. Part contre un solvant qui contient des impuretés c'est gênant car tu cherches à purifier tes produits (même si dans ton cas tu cherches plutôt à séparer un mélange, ça revient au même). Or, si ton solvant contient des impuretés, celle-ci se retrouvent alors mélanger avec ton produit après évaporation du solvant (si les impuretés ne sont pas volatils). Et c'est d'autant plus vrai qu'on utilise une quantité importante de solvant comparer à la quantité de produits que l'on veut.

L'éluant c'est bien ton solvant (enfin ton mélange de solvants éther/acétone). Qu'est ce que tu appelles vitesse d'écoulement ? En augmentant la pression par exemple ? Alors non je suis pas sûr que ça ait une grande influence (pour le coup je ne saurais être affirmatif).
Et non la vitesse d'écoulement à aucun rapport avec la polarité du solvant. C'est surtout fait pour réduire le temps de l'expérience.

2- Expliquer pourquoi il est important que l’extrait à chromatographier soit bien sec ? Car contient des trace H2O polaire qui vont perturber la migration des pigments ?

Et en quoi ça perturbe la migration des pigments d'après toi ?

3- Pourquoi les substances migrent-elles à des vitesses différentes ? A cause de leur polarité, les moins polaires seront éluées les premiers et les plus polaire par la suite ?

Oui à ta 2e question. Est ce que tu as compris pourquoi ?

4- Quel(s) procédé(s) faudrait-il utiliser pour séparer par chromatographie sur colonne des substances non colorée ? je ne sais pas

Tu as une idée de comment faire ? (Et j'ai donnée des éléments de réponses plus haut.

5- Comment pourrait-on recueillir séparément les différents constituants pour en faire des substances pures ? Après évaporation du solvant ?

Alors oui évaporer le solvant c'est une bonne idée. Mais je pense que la réponse attendue n'est pas celle là. Sur ta colonne tu va voir que tes pigments vont se séparer et tu vas voir à l’œil cette séparation. Comment tu va faire pour récupérer ces composés qui sont pour le moment toujours dans ta colonne ?

[Pasnora]

Hello hello,

Cela perturbera la migration parce que mon composé de départ contient des impuretés, or on veut le purifier. Donc si à la base il ne l'est pas, il y'aura une conséquence sur la suite des opérations?
La polarité de l'eau restante dans mon composé va influencer ceux de ma colonne? Un truc comme ça hahaha, je ne sais pas comment expliquer

Oui j'ai compris, merci
En gros les moins polaires vont "s'accrocher" au solvant car le solvant est moins polaire que la colonne. Et dans le cas inverse, si on a des molécules polaires, ils vont avoir tendance à "s'accrocher" à la colonne qui l'est plus que le solvant

Je pense qu'il faudrait utiliser une colonne spécial dans ce cas-ci. Une colonne imbibé d'un produit spéciale qui devient fluorescent sous UV?

Pour récupérer mes pigments, il faudra que je rajoute du solvant et que j'attende que mon premier pigment arrive jusqu'en bas? Et je fais de même pour les pigments restants?

[Baal149]

Cela perturbera la migration parce que mon composé de départ contient des impuretés, or on veut le purifier. Donc si à la base il ne l'est pas, il y'aura une conséquence sur la suite des opérations?
La polarité de l'eau restante dans mon composé va influencer ceux de ma colonne? Un truc comme ça hahaha, je ne sais pas comment expliquer

Oui c'est surtout la polarité de l'eau qui va poser problème. Étant très polaire (on peut pas faire plus), elle va concurrencer la polarité de la silice de la colonne et donc il y aura une moins bonne séparation.

Oui j'ai compris, merci
En gros les moins polaires vont "s'accrocher" au solvant car le solvant est moins polaire que la colonne. Et dans le cas inverse, si on a des molécules polaires, ils vont avoir tendance à "s'accrocher" à la colonne qui l'est plus que le solvant

Exactement

Je pense qu'il faudrait utiliser une colonne spécial dans ce cas-ci. Une colonne imbibé d'un produit spéciale qui devient fluorescent sous UV?

En fait, non. Ça serait bien compliqué.
Il suffit de tester le produit qui sort. T'as déjà entendu parler de chromatographie sur couche mince (CCM) et de révélateurs ?

Pour récupérer mes pigments, il faudra que je rajoute du solvant et que j'attende que mon premier pigment arrive jusqu'en bas? Et je fais de même pour les pigments restants?

Oui et à chaque nouveau pigment tu changes de récipient de récupération.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pasnora]

Bien le bonsoir,

Oui j'en ai déjà entendu parler. Il faudrait donc mettre les produits obtenus sur la plaque et les remettre dans une cuve à élution dans lequel il y'aura un nouveau éluant.
Une fois que l'éluant aura atteint le 3/4 de ma plaque, je le retire, le laisse s'évaporer. Ensuite le vaporiser de mon révélateur, chauffer mes plaques pour permettre à la réaction de se faire et de là observer les taches des différents pigments?

Et merci pour la confirmation de mes réponses précédentes.

[Baal149]

Oui j'en ai déjà entendu parler. Il faudrait donc mettre les produits obtenus sur la plaque et les remettre dans une cuve à élution dans lequel il y'aura un nouveau éluant.
Une fois que l'éluant aura atteint le 3/4 de ma plaque, je le retire, le laisse s'évaporer. Ensuite le vaporiser de mon révélateur, chauffer mes plaques pour permettre à la réaction de se faire et de là observer les taches des différents pigments?

Exactement.
Avec un pigment, tu n'a pas besoin de révélateurs (sauf si tu veux vérifier l'absence d'impuretés non colorés). Parfois, l'utilisation d'UV est nécessaire pour révéler (cela dépend des composés utilisés et/ou des révélateurs).
De plus, l'éluant pour CCM est le même (ou presque) que celui pour colonne chromato (en pratique, c'est d'ailleurs avec la CCM que l'on détermine l'éluant que l'on va utilise avec la colonne).

Et pour finir d'expliquer, lorsque l'on fait une colonne, on sépare ce qui sort en petites fractions dans des tubes à essais (par exemple 10 ml pour une petite colonne). Et on teste chaque tubes (ou plutôt 1/2 pour aller plus vite) avec un échantillon de référence en CCM, afin de suivre l'avancée de la colonne. On rassemble à la fin toutes les fractions qui comportent le produit désiré et qui ne présentent pas d'impuretés.

[Pasnora]

Bonsoir bonsoir,

Merci pour votre aide