CAN 306 Techniques de séparation Examen final

CAN 306 Techniques de séparation

Examen final

1

Date : Jeudi 16 avril 2015 Local : D3-2033/2034 Responsable : Pedro A. Segura Heure : 9h30-11h30 Consignes :

Aucune documentation n’est permise.

L’usage de calculatrice programmable est interdit.

L’annexe se trouve à la page 7.

Écrire vous réponses dans les pages 9-14.

I. Indiquer dans la section réponses (page 9) la ou les lettres qui correspondent à la réponse correcte : 1. Cette technique consiste à utiliser des acides forts pour libérer les éléments (p. ex. P, Cd,

etc.) présents dans l’échantillon et les transférer à la phase liquide : a) Extraction sur

phase solide b) Extraction

liquide-liquide c) Digestion acide d) Extraction par

liquide pressurisé

2. Technique d’extraction d’échantillons solides ou semi-solides utilisant des solvants

organiques à des pressions élevées (30-200 bar) et à des températures supérieures à leur

point d’ébullition (50-200 C) : a) Microextraction

sur phase solide b) Extraction

liquide-liquide c) Dispersion de

matrice sur phase solide

d) Extraction par liquide pressurisé

3. Dans cette technique, la phase d’extraction est un solide (appelé sorbant) ayant des petits

pores sur lesquels les analytes vont se sorber (absorber et/ou adsorber) par divers types d’interactions : a) Extraction par

liquide pressurisé

b) Précipitation c) Centrifugation d) Extraction sur phase solide

4. Dans cette technique, on mélange l’échantillon avec un support solide (silice greffée avec

C18 ou C8) pour former une pâte qui sera ensuite lavée avec un solvant organique afin d’éluer les analytes : a) Microextraction

sur phase solide b) Extraction

liquide-liquide c) Dispersion de

matrice sur phase solide

d) Extraction par liquide pressurisé

5

6

7

8

9

10

. D’après l’

1

a) La d’analyaugmenutilisanVorg/Va

. Quelles te

métaux? a) Digest

. Séparation

opposée, fa) Échan

ioniqu

. Selon la shydrophile

a) -

. Identifier la) Silice

0. Capacité d

élués: a) Résolu

équation du r

quantité yte extraite nte en nt un ratio

aq élevé.

b

echniques de

tion acide b

n dans laquelfixés sur un suge

ue b

tructure de lae-lipophile) le

b

les sorbants ub)

d’une colonn

ution b

rendement d’

100% :

b) La d’analyte augmente utilisant uVorg/Vaq fa

e séparation

b) Précipitat

lle l’ion d’inupport insolubb) Précipitat

a phase solides interactions

b) Ioniques

utilisés en SPEC18

ne chromatog

b) Temps rétention

’extraction da

quantité extraite

en un ratio aible.

c)

préparatoires

tion c)

térêt en soluble, par des intion c)

de de la cartos responsable

c)

E de phase invc) Poly

raphique à f

de ajusté

c)

ans l’extracti

Plus d’analytextrait en fades extracmultiples qfaisant une extraction un volume phase d’extraction équivalent.

s sont génér

Échange ionique

ution est retennteractions éle

Centrifugati

ouche SPE dees de la rétenti

London (dispersion)

verse : ydiméthylsilo

fournir des pi

Volume mor

on liquide-liq

te est aisant ctions qu’en seule avec

de

d) Lemutsofa

ralement utili

d) Msu

nu par des iectrostatiquesion d) M

su

e type Oasis ion peuvent ê

d) D

oxane d) Pd

ics étroits po

rt d) Ef

quide %

e rendement eaximisé eilisant u

olvant de ible.

isées pour le

Microextractiour phase solid

ons de chargs :

Microextractiour phase solid

HLB (balancêtre de type :

ipôle-dipôle

Polystyrène divinylbenzèn

our les soluté

fficacité

2

est en un K

es

n de

ge

n de

ce

ne

és


Examen final

3

11. Temps minimum nécessaire pour que la phase mobile non retenue par le système chromatographique se rende au détecteur: a) Temps mort b) Temps de

rétention c) Facteur de

rétention d) Sélectivité

12. Quel serait l’ordre d’élution des parabènes suivants en chromatographie liquide en phase

inverse :

Propylparabène

Butylparabène

Méthylparabène

Éthylparabène

a) Propyl, butyl, méthyl, éthyl

b) Méthyl, éthyl, propyl, éthyl

c) Méthyl, éthyl, propyl, butyl

d) Butyl, propyl, éthyl, méthyl

13. Pour la séparation de composés plutôt apolaires par GC, les phases stationnaires les plus

adéquates sont : a) (Diphényle)0.05

(diméthyle)0.95

polysiloxane

b) Poly(éthylène glycol)

c) (Biscyanopropyle)0.9 (cyanopropylphényle)0.1 polysiloxane

d) Diméthylpolysiloxane

14. Dans ce détecteur, les analytes sont brûlés dans une flamme H2/air :

a) ECD b) FID c) MS d) TCD

15. Ce détecteur mesure le rapport m/z des analytes sous la forme d’ions dans la phase gazeuse : a) ECD b) FID c) MS d) TCD

II. UélAdsolo

III. L

ansu

FigurSAX)mL/mPics :citrat

Un de vos lectrophorès

A (pKa de l’aes temps de ont : potentiongueur du c

a. Calcumobilneutre

b. La larque leapprox

c. Quel 6.7 es

La Figure 1 mnions obtenuppresseur.

re 1. Cond); phase mo

min, volume : 1) F-, 2) Cte (C6H5O7

3-)

collègues trse capillaire.acide conjugmigration d

iel appliqué capillaire au uler la mobillité électroose et son temprgeur à la baes composés ximativemenserait l’impat utilisé au li

montre le chrnu par chro

ditions expérbile : gradied’injection

CH3COO-, 3)) et 10) sacc

ravaille sur Il a observ

gué=10) et lee 2.9 et 3 miau capillairedétecteur =4ité électrophsmotique pops de migratiase du pic AA et B sont

nt gaussiensact sur la réieu du tampo

romatogramomatographi

rimentales : ent de conce: 10 uL. Da) Cl-, 4) Br-

charine (C7H

la séparatié que sur l’ée composé Bin respectivee=25 kV, lo45 cm, pH dhorétique (enur ce systèmion est de 3.

A est 0.08 mbien séparé? solution de on de pH 2.5

mme d’un éche ionique e

colonne ASntration de N

ans le suppr-, 5) NO3

-, 6H4NO3S

-).

ion de deuélectrophéro

B (pKa de l’aement. Les congueur totadu tampon=2n m2V-1s-1) dme a été mes5 min.

min et celle ds si l’on con

cette sépara5?

hantillon conet détection

S11 (colonnNaOH (0.5m

resseur, Na+

6) C6H5COO

ux amines pogramme quacide conjug

conditions exale du capilla2.5). des moléculesurée avec u

du pic B 0.0nsidère que le

ation si un ta

ntenant un mn par condu

ne polymérimM à 38 mM+ est échangO-, 7) SO4

2-

primaires paue le composguée=4.6) onxpérimentaleaire = 75 cm

es A et B. Lune substanc

9 min. Est-ceurs pics son

ampon de pH

mélange de 1uctivité ave

ique de typM) ; débit : gé contre H, 8) PO4

3-, 9

4

ar sé nt es m,

La ce

ce nt

H

10 ec

pe 2

H+. 9)

IV. Lenobpr

Figur

a. Lab. Idc. D

dé

d. Endeceap

e. Ddéco

Les chromatonsemble d’abtenu à unerogrammatio

a. Ex

re 2. Sépara

a séparation dentifier l’io’après la Figéplacée vers

3n sachant ques conductanette espèce, près le suppr’après vos réétection par onductivité d

ogrammes dalcanes linéae températuron de la temxpliquer les

tion des alca

CTechniqu

Ex

se fait-elle pn compétiteu

gure 1, pourla droite? Ex

ue la conducnces ioniquela conductaesseur? Et céponses dansconductivité

directe (sans

de la Figuraires (C6-C21

re constante,pérature (chdifférences o

anes par GC-

CAN 306 ues de séparamen final

par échange ur et l’ion sor les deux réxpliquer ⇋

⇋ctance d’unees limites ance de la pelle des anals la questioné avec supprsuppresseur

re 2 montre1) dans une , tandis que

hauffage de 5observées.

-FID.

ration

anionique ooluté le plus éactions suiv

⇋⇋ 3e espèce dondu cation ephase mobillytes? Expliqn précédenteresseur par rr)?

ent la séparcolonne apo

e celui en (b50 à 250C à

u cationiqueretenu.

vantes, laque

nnée dépend et l’anion qule augmentequer. , quel est l’arapport à la

ration par Golaire. Celub) a été obteà un taux de

e? Expliquer

elle est la plu

de la sommui constituene ou diminu

avantage de ldétection pa

GC-FID d’ui en (a) a étenu avec un8C/min).

5

r

us

me nt ue

la ar

un té ne

6

V. En cherchant dans la littérature scientifique les techniques de séparation utilisées pour l’analyse de l’ibuprofène dans le plasma, un de vos collègues en trouve deux : la chromatographie en phase liquide et l’électrophorèse capillaire. En comparant l’électrophérogramme et le chromatogramme de la séparation de l’ibuprofène, il observe des différences importantes de la largeur des pics (dans les deux techniques, les pics ont des facteurs d’asymétrie < 1.2). Chromatographie en phase liquide

Largeur du pic à la base=0.23 min, longueur de la colonne=15 cm, temps de rétention = 3.1 min.

Électrophorèse capillaire Largeur du pic à la base=0.09 min, longueur du capillaire au détecteur = 60 cm, temps de migration = 5.8 min. a. Calculer la hauteur des plateaux théoriques du pic de l’ibuprofène obtenus

avec ces deux techniques. b. Expliquer la différence observée dans les valeurs de la hauteur des plateaux

théoriques d’après l’équation de van Deemter.


Examen final

Annexe

7

, é

é

é

,

H ,

,

Note : α ≥1, alors k2 ≥ k1

C

16 5.54/

log log

2500

Note : P en psi, L en mm, F en mL/min, en cP, dc en mm et dp en m

41.7.

1.25 1

√4 1

1

Note : k2= k du pic le plus retenu de la paire.

1

1 10

Note : pour un acide

2

1

1 10

Note : pour une base

2

Unités de app= m2V-1s-1

10

Pour une separation de type échange anionique, on utilise S- et E-

10

Tabl

Scm

eau 1. Cond

m2eq-1) en s

ductances ion

solution aque

niques limite

euse à 25 Ces équivalen

C.

ntes des catioons et anionss (en

8


Examen final Nom, Prénom :

9

Question I /30 Question II /15 Question III /20 Question IV /15 Question V /20 Total /100

Réponses aux questions

Question I. Réponses :

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.

Questions II-V. Réponses :

10



11

12



13

14

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