cours sur le chapitre 3

1 Les grandeurs de rétention

1.10 EXERCICES D'APPLICATION

Exercice 1

Les paramètres thermodynamiques des produits suivants ont été mesurés sur une colonne capillaire ayant pour phase stationnaire un polysiloxane. Les termes H° et S° correspondent aux variations d'enthalpie et d'entropie de dissolution des produits entre  la phase gazeuse et la phase stationnaire.
Quelle sera l'ordre d'élution de ces produits à 120°C ? Justifier votre réponse par un calcul simple.

	Décane	Butyl acétate	1-Heptanol	1-Bromobutane	Hexyl acétate
H° Kj/mol	-47,2	-34	-36.9	-31	-42
S° en u.e.	-75.4	-58	-58	-51	-66

                                            Solution

On a G° = H° -TS°  , plus G° est petit (grand en valeur absolue) plus le produit est retenu sur la colonne. A 120°C soit T = 393°K , on a les résultats ci-dessous :

       

	Décane	Butyl acétate	1-Heptanol	1-Bromobutane	Hexyl acétate
G° Kj/mol	-.17,5	-11,2	-14.1	-10.96	-16,06
Ordre d'élution	5	2	3	1	4

     

Exercice 2

Le chromatogramme de la nicotine a été obtenu dans les conditions suivantes :

CPG. Colonne remplie
Phase stationnaire: 10% Carbowax 20M/2% KOH sur 80/100 Chromosorb W AW
Dimensions de la colonne: Longueur 6' (183cm) x 2mm (diamètre intérieur)
Débit de la phase mobile: 20mL/min. 
Quantité injectée:1µL

Four: 200°C. Temps de rétention de la nicotine = 3,20 mn

Four: 180°C. Temps de rétention de la nicotine = 6,60 mn

                                                                            

Questions :

1- Calculer la vitesse linéaire (en cm/sec) de la phase mobile dans la colonne.

2- En déduire le temps mort de cette analyse.

3-Calculer le temps de rétention de la nicotine à 160°C.

4- Peut-on éluer la nicotine en 1 mn, sachant que la température limite d’utilisation de la colonne et de 250°C ?

Solution

1- le débit D = V/t = pr²L/t or la vitesse u = L/t d’où u = D/ pr²

Application numérique :  u = 20// p(0,1)² soit 636 cm/min ou 10,6 cm/sec

2- tm = L/u soit tm = 183/10,6 = 17,26 sec = 0,29 mn.

3- Pour la nicotine t’r= 2,91 mn à 200°C et t’r= 6,31 mn à 180°C

l'expression (eq.1-11) conduit à 2 équations avec 2 inconnues.

ln(2,91) = A/473 + B et ln(6,31) = A/453 + B

La résolution donne A= 8408 et B = -16,7, d'où tr = 15,44 mn à T = 433°K soit 160°C

4-  A 250°C soit T = 523°K on obtient  t'r = 0,53 mn soit tr = 0,82 mn.

On peut donc éluer la nicotine en 1 mn en étant à une température inférieure à la température limite d'utilisation de la colonne (250°C)