Chromatographie des gaz

Fonctionnement de séparation des composants dans une colonne en CG. Source: Gabriel Bolívar

Qu'est-ce que la chromatographie en phase gazeuse?

La chromatographie des gaz (CG) est une technique analytique instrumentale qui sert à séparer et à analyser les composants d'un mélange. Il est également connu sous le nom de chromatographie de partition en gaz-liquide, qui est plus approprié pour se référer à cette technique.

Dans de nombreux domaines scientifiques, c'est un outil indispensable en études de laboratoire, car il s'agit d'une version microscopique d'une tour de distillation, capable de générer des résultats de haute qualité.

Comme son nom l'indique, il utilise des gaz dans le développement de ses fonctions. Plus exactement, ils sont la phase mobile qui traîne les composants du mélange.

Ce gaz porteur, qui, dans la plupart des cas, est l'hélium, se déplace dans une colonne chromatographique, tandis qu'en même temps ils finissent par séparer tous les composants.

Les autres gaz de support utilisés à cet effet sont l'azote, l'hydrogène, l'argon et le méthane.

Votre sélection dépendra de l'analyse et du détecteur couplé au système. En chimie organique, l'un des principaux détecteurs est le spectrophotomètre de masse (EM). Par conséquent, la technique acquiert la nomenclature CG / EM.

Types de chromatographie en phase

En substance, il existe deux types de chromatographie en phase gazeuse: le CGS et le CGL.

CGS

Le CGS est l'acronyme de la chromatographie au gaz solide au gaz. Il se caractérise par une phase stationnaire solide au lieu d'un liquide.

Le solide doit avoir des pores d'un diamètre contrôlé où les molécules sont conservées lors de la migration dans la colonne. Ce solide sont généralement des tamis moléculaires, comme les zéolitas.

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Il est utilisé pour des molécules très spécifiques, car le CGS fait généralement face à plusieurs complications expérimentales. Par exemple, le solide peut conserver de manière irréversible l'une des molécules, modifiant complètement la forme des chromatogrammes et leur valeur analytique.

Cgl

CGL est une chromatographie au gaz-liquide. C'est ce type de chromatographie en phase gazeuse qui couvre la grande majorité de toutes les applications, et c'est donc la plus utile des deux types.

En fait, le CGL est synonyme de chromatographie en phase gazeuse, même s'il n'est pas spécifié de quoi on parle de. À partir de maintenant, seul ce type de CG sera fabriqué.

Parties d'un chromatographe en phase gazeuse

Schéma des parties d'un chromatographe en phase gazeuse. Source: Wikimedia Commons

Dans l'image supérieure, un schéma simplifié des parties d'un chromatographe en phase gazeuse est montré. Notez que la pression et l'écoulement du courant de gaz porteur peuvent être régulés, ainsi que la température du four qui chauffe la colonne.

À partir de cette image, vous pouvez résumer le CG. Le cylindre coule un courant de lui, qui, selon le détecteur, une partie s'écarte vers lui et l'autre est dirigée vers l'injecteur.

Dans l'injecteur, un microjeringa est placé avec lequel un volume d'échantillon est immédiatement libéré (pas progressivement).

La chaleur du four et de l'injecteur doit être suffisamment élevée pour évaporer instantanément l'échantillon, à moins qu'un échantillon gazeux ne soit injecté directement.

Cependant, la température ne peut pas être trop élevée, car elle pourrait évaporer le liquide de la colonne vertébrale, qui fonctionne comme une phase stationnaire.

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La colonne est emballée en spirale, bien qu'elle puisse également être partagée par u. L'ensemble de l'échantillon de longueur de colonne parcourue, il atteint le détecteur, dont les signaux sont amplifiés, obtenant ainsi des chromatogrammes.

Colonne

Sur le marché, il existe une infinité de catalogues avec plusieurs options pour les colonnes chromatographiques.

La sélection de ceux-ci dépendra de la polarité des composants qui sont souhaités pour se séparer et analyser. Si l'échantillon est apolaire, une colonne sera choisie avec une phase stationnaire au moins polaire.

Les colonnes peuvent être emballées ou capillaires. La colonne de l'image centrale est capillaire, car la phase stationnaire couvre son diamètre interne, mais pas à l'intérieur de celui-ci.

Dans la colonne emballée, tout son intérieur a été rempli d'un solide qui est généralement une poussière de brique réfractaire ou des terres diatomées.

Son matériau extérieur se compose de cuivre, d'acier inoxydable, soit en verre ou en plastique. Chacun a ses caractéristiques distinctives: son mode d'utilisation, la longueur, les composants qui se séparent le mieux, la température optimale, le diamètre interne, le pourcentage de phase stationnaire adsorbée dans le solide de support, etc.

Détecteur

Si la colonne et le four sont le cœur du CG (mer CGS ou CGL), le détecteur est son cerveau. Si le détecteur ne fonctionne pas, cela n'a aucun sens de séparer les composants de l'échantillon, car on ne sait pas ce que sont. Un bon détecteur doit être sensible à la présence de l'analyte et répondre à la plupart des composants.

L'un des plus utilisés est celui de la conductivité thermique (TCD), répondra à tous les composants, mais pas avec la même efficacité que les autres détecteurs conçus pour un ensemble spécifique d'analytes.

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Par exemple, le détecteur d'ionisation à la flamme (FID) est destiné à des échantillons d'hydrocarbures ou d'autres molécules organiques.

Applications de chromatographie en phase

- Un chromatographe en phase gazeuse ne peut pas être porté disparu dans un laboratoire médico-légal ou criminel.

- Dans l'industrie pharmaceutique, il est utilisé comme un outil d'analyse de qualité à la recherche d'impuretés dans les lots de médicaments fabriqués.

- Il aide à détecter et à quantifier des échantillons de médicament, ou permettre à l'analyse de vérifier si un athlète est DOP.

- Il sert à analyser la quantité de composés halogénés dans les sources d'eau. De même, le niveau de pollution par les pesticides peut être déterminé à partir des sols.

- Analyser le profil d'acide gras des échantillons d'origines différentes, qu'ils soient légumes ou animaux.

- Transformer les biomolécules en dérivés volatils, ils peuvent être étudiés par cette technique. Ainsi, vous pouvez étudier le contenu des alcools, des graisses, des glucides, des acides aminés, des enzymes et des acides nucléiques.

Les références

1. Carey F. Chimie organique. Mc Graw Hill.
2. Thet k. & Woo n. Gaz chromatographie. Chem récupéré.Bibliothèque.org
3. Gaz chromatographie. L'enseignement récupéré.shu.CA.ROYAUME-UNI