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Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
La réaction d’échange entre la résine et le mélange à séparer dépend de l’affinité relative de la résine pour le contre ion qu’elle porte et pour l’ion qu’elle doit fixer.
Interviennent dans cette fixation : →Charge de la résine.→Charge et la taille des ions à fixer.→Concentration des ions à séparer.→Accessibilité aux groupements ionisés de la résine.→Vitesse d’écoulement du liquide.
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
Étapes de la séparation : → Conditionnement de la résine.→ Application du mélange de solutés.→ Fixation éventuelle des solutés à la résine = la phase
stationnaire (interactions ioniques).→ Élution : entraînement des solutés par la phase
stationnaire.
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
Exemple : séparation sur une résine anionique (= échangeur de cations)
G-, X+
G-, X+
G-, X+
G-, X+
La résine est conditionnée c’est-à-dire mise dans la colonne dans une solution tampon à pH adéquat (Ex : pH acide), chaque groupement fonctionnel est associé à son contre-ion
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
G-, X+
G-, X+
G-, X+
G-, X+
Le mélange de solutés à séparer est déposé sur la résine.
AA-AA-
AA-AA1+
AA1+
AA2+
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
G-, X+
G-, X+
G-, X+
G-, X+
Les solutés migrent dans la résine poreuse.
AA-AA-
AA-AA1+
AA1+
AA2+
Les cations peuvent se fixer à la résine (condition : affinité ++)
Les anions ne peuvent pas se fixer à la résine.
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
G-, X+
G-, X+
G-, X+
G-, X+
On effectue le lavage de la colonne avec le même tampon que le conditionnement
AA-AA-
AA-
AA1+
AA1+
AA2+
Tampon de
lavage
Les anions (non fixés à la résine) sont emmenés dans le tampon de lavage.
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
G-,
G-, X+
G-,
G-,
Elution : on applique un tampon d’élution qui modifient les conditions de fixation.Par exemple : tampon d’élution = solution de NaOH à 1 mol.L-1
AA1+
AA1+
AA2+
Tampon d’élution
Plus le volume de NaOH ajouté augmente et plus le pH augmente.pH
V(NaOH) en mL
Les cations se décrochent en fonction des conditions de pH : pour pH>pHi, l’aa passe sous forme d’anion
Principe de la séparation sur une résine échangeuse d’ions
G-, X+
G-, X+
G-, X+
G-, X+
Régénération de la résine : les contres-ions sont réassociés à leur groupement fonctionnel. La résine est prête à être réutilisée
Tampon de conditionnement = tampon de
lavage
G-,
G-, X+
G-,
G-,
Exemple de support : la résine Amberlite IRC 50, un échangeur de cations
Monomères constitutifs :
Acide méthacrylique (95%)
Divinylbenzène (5%)
Structure de la résine :
Observation de la résine au MEB :
