Une tache qui ne monte pas, une autre qui file

Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · chimie (seconde), chapitre 1 — Identification des Espèces Chimiques · Chromatographie sur couche mince

Énoncé

On dépose un mélange sur une plaque de chromatographie et on élue. Le front du solvant s'arrête à $H = 8, 0 cm$ de la ligne de dépôt. Le chromatogramme montre trois taches : l'une est restée sur la ligne de dépôt, une autre est à $8, 0 cm$ , c'est-à-dire sur le front du solvant, et la troisième est à $3, 2 cm$ .

1. Calculer les trois rapports frontaux.<br> 2. Interpréter les deux valeurs extrêmes en termes d'affinité pour la phase fixe et pour l'éluant.<br> 3. Ces deux taches extrêmes sont-elles exploitables pour identifier les espèces ? Que proposer ?<br> 4. Pourquoi le niveau d'éluant, dans la cuve, doit-il rester sous la ligne de dépôt ?

Corrigé

1. Les trois rapports frontaux. $R_{f} = \frac{0}{8 , 0} = 0, R_{f} = \frac{3 , 2}{8 , 0} = 0, 40, R_{f} = \frac{8 , 0}{8 , 0} = 1.$ Les valeurs $0$ et $1$ sont les deux bornes possibles, puisque $0 \leq h \leq H$ .

2. Les deux extrêmes. L'espèce de rapport frontal nul n'a pas migré : elle a une très forte affinité pour la phase fixe (la silice) et ne se laisse pas entraîner. Celle de rapport frontal $1$ a suivi le solvant sans jamais être retenue : son affinité pour l'éluant l'emporte largement.

3. Inexploitables telles quelles. Ces deux taches ne se séparent de rien : toute autre espèce également retenue, ou également entraînée, se superposerait à elles. On ne peut donc ni les compter ni les comparer avec confiance. Le remède est de changer d'éluant : un éluant plus « fort » ferait migrer la première, un éluant moins polaire retiendrait la seconde, et l'on obtiendrait des rapports frontaux intermédiaires, seuls vraiment discriminants.

4. Le niveau d'éluant. S'il dépassait la ligne de dépôt, les taches seraient dissoutes dans la cuve au lieu d'être entraînées le long de la plaque : elles partiraient dans le bain et le chromatogramme serait perdu. L'éluant doit monter par capillarité à travers les dépôts, non les baigner.

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