La chromatographie sur colonne (CC) est une technique de laboratoire courante utilisée dans les cours de chimie de niveau collégial. Le but de CC est de séparer les composants chimiques individuels d'un mélange impur contenant deux composants ou plus. CC est lié à la chromatographie en couche mince (CCM); cependant, la CCM révèle la pureté d'un mélange (combien de composants chimiques individuels il contient), tandis que CC sépare les composants d'un mélange pour une utilisation ultérieure.

Première partie de quatre:
Préparation

  1. 1 Lisez et comprenez la procédure de laboratoire. L'objectif de la chromatographie sur colonne est de séparer et de collecter les composants chimiques souhaités à partir d'un mélange. La séparation se produira dans une colonne contenant un adsorbant stationnaire et un éluant mobile (solvant). Un échantillon impur est introduit dans la colonne et élue (ou séparé) en faisant passer l'éluant à travers la colonne. La séparation se produit parce que votre mélange impur est composé de différents composants chimiques qui seront adsorbés de manière inégale (attachés) à la surface de l'adsorbant. L'adsorbant est un matériau poreux, généralement de l'alumine ou du gel de silice, et constitue le milieu de séparation de votre mélange. Idéalement, au fur et à mesure que l'éluant traverse votre colonne, il doit interagir avec un seul composant, ce qui permet d'extraire un composant du mélange tandis que l'autre reste adsorbé en haut de la colonne. Plusieurs éluants peuvent être utilisés pour séparer plusieurs composants de votre mélange.
  2. 2 Obtenir un équipement et des espèces chimiques appropriés. Rassemblez le matériel et les espèces chimiques nécessaires pour effectuer la procédure. De plus, familiarisez-vous avec vos ressources et votre environnement avant de commencer votre travail. Les matériaux nécessaires pour mener à bien ce processus varieront; Cependant, au minimum, ce projet nécessitera les éléments listés sous Choses dont vous aurez besoin, listées à la fin de cet article.

Deuxième partie de quatre:
Assembler la colonne

  1. 1 Assemblez l'appareil à colonne. À l'aide d'un support de bague et d'une pince appropriée, positionnez la colonne de sorte que l'extrémité de la colonne soit à plusieurs centimètres au-dessus de la base du support. L'espace entre la base du support et la pointe de la colonne doit être suffisamment grand pour que le flacon de collecte puisse être facilement positionné pour recueillir la sortie de la colonne, mais suffisamment petit pour que la sortie de liquide ne se répande pas.
  2. 2 Insérez un petit morceau de laine de verre ou de coton dans la colonne juste au-dessus du robinet. La laine de verre a pour but d'éviter que l'adsorbant en phase solide ne s'échappe de la colonne.
  3. 3 Remplissez la colonne à peu près à moitié avec le solvant ou l’éluant le moins polaire. Il est important de commencer par votre solvant le moins polaire, car cela séparera d'abord la composante la moins polaire de votre mélange. Si nécessaire, lorsque vous avez réussi à éluer le premier composant, vous pouvez passer à un second solvant plus polaire pour éluer un autre composant. Plusieurs éluants peuvent être utilisés pour éluer tous les composants de votre mélange impur.
  4. 4 Ajouter une couche de sable de 1 cm au-dessus du bouchon de laine de verre. Verser soigneusement le sable dans la colonne jusqu'à ce qu'il y ait une couche de sable de 1 cm reposant sur le bouchon. Utilisez des petites quantités supplémentaires de votre solvant le moins polaire pour éliminer le sable qui adhère aux parois de votre colonne. Le sable a pour but d'empêcher l'adsorbant de poudre fine de s'échapper à travers le bouchon de laine de verre et de boucher la pointe étroite de la colonne.
  5. 5 Introduisez votre adsorbant dans la colonne par un emballage en poudre. Lentement (voir Avertissements), ajoutez votre adsorbant en poudre directement dans la colonne (emballage en poudre). Tapoter ou agiter doucement la colonne pour retirer tout adsorbant des parois de la colonne et laisser le solide se déposer dans la colonne.
    • Il ne devrait pas y avoir de bulles d'air dans les poches de colonne-air qui entraîneraient une séparation inégale des éléments de votre mélange et compromettraient la pureté de vos résultats. Si votre colonne contient des bulles d'air évidentes, videz votre colonne et préparez-en une autre.
  6. 6 Ajouter du sable à la colonne jusqu'à ce qu'il y ait une couche de 1 cm de sable au-dessus de la couche d'adsorbant. Encore une fois, verser soigneusement le sable dans la colonne jusqu'à ce qu'il y ait une couche de sable de 1 cm reposant sur la couche d'adsorbant. Utilisez des petites quantités supplémentaires de votre solvant le moins polaire pour éliminer le sable qui adhère aux parois de votre colonne. Le but de la couche supérieure de sable est de maintenir l'adsorbant en place.
  7. 7 Ajustez le niveau de solvant de sorte qu'il se trouve à plusieurs millimètres au-dessus de la couche supérieure de sable. Placez un flacon de collecte sous votre colonne, ouvrez le robinet et laissez le niveau de solvant reculer jusqu'à ce qu'il atteigne plusieurs millimètres au-dessus de la couche supérieure de sable. Votre colonne est maintenant prête à être utilisée.

Troisième partie de quatre:
Éluer les composants de la colonne

  1. 1 Introduisez votre mélange dans la colonne et rincez-le au-delà de la couche de sable en utilisant votre solvant le moins polaire. À l’aide d’une pipette, introduisez votre mélange dans la colonne, ne dérangez pas la couche protectrice de sable. Ouvrez le robinet d'arrêt et laissez tomber le niveau de votre solution de mélange / solvant jusqu'à ce qu'il atteigne plusieurs millimètres au-dessus de la couche supérieure de sable. Votre mélange est maintenant "sur la colonne".
  2. 2 Éluer les premiers composants de votre mélange. Suivez les étapes ci-dessous pour séparer et recueillir le premier composant de votre mélange en utilisant votre solvant le moins polaire. Rappelez-vous, ne laissez jamais le niveau de solvant tomber sous la couche supérieure de sable.
    • Ajoutez une petite quantité de votre solvant (2-4 millimètres) à la colonne.
    • Ouvrez le robinet pour permettre au niveau de solvant de tomber jusqu'à ce qu'il atteigne plusieurs millimètres au-dessus de la couche supérieure de sable.
    • Répétez les sous-étapes précédentes jusqu'à ce que le composant atteigne le bas de la colonne (voir Avertissements). Ne laissez jamais le niveau de solvant dans la colonne tomber sous la couche supérieure de sable.
    • Lorsque le composant atteint le bas de la colonne, ramassez-le dans un flacon de collecte propre et clairement étiqueté, puis mettez-le de côté pour une analyse plus approfondie.
  3. 3 Éluer des composants supplémentaires avec des solvants légèrement plus polaires. Un ou plusieurs composants de votre mélange ne se sépareront pas avec votre solvant le moins polaire et resteront donc adsorbés sur l'adsorbant en haut de la colonne. Séparez ces composants en utilisant un solvant légèrement plus polaire en changeant le solvant utilisé et en suivant la même procédure que celle utilisée pour éluer les premiers composants de votre mélange. Pour changer le solvant:
    • Ouvrez le robinet pour permettre au niveau du solvant moins polaire de tomber jusqu'à ce qu'il soit juste au-dessus de la couche supérieure de sable.
    • Introduisez soigneusement votre nouveau solvant (2-4 millimètres) dans la colonne. Ouvrez le robinet d'arrêt pour ajuster le nouveau niveau de solvant de sorte qu'il se situe à plusieurs millimètres au-dessus de la couche supérieure de sable. Encore une fois, ne pas déranger la couche protectrice de sable.
  4. 4 Analyser la pureté des solutions élues en utilisant la chromatographie en couche mince. (Cette étape est facultative.) La chromatographie sur colonne est une technique de séparation. Par conséquent, à la fin de la procédure, vous devez disposer de plusieurs gobelets contenant les composants séparés de votre mélange initial. Pour analyser la pureté de vos produits élués, il est courant d'effectuer une chromatographie en couche mince, dont vous pouvez en apprendre plus dans l'article Comment effectuer une chromatographie en couche mince.

Partie quatre de quatre:
Nettoyer

  1. 1 Videz le contenu de la colonne dans un bécher propre en retirant le robinet d'arrêt et en appliquant une pression d'air. Pointez l'extrémité ouverte de la colonne dans un bécher et retirez le robinet. Appliquez une légère pression d'air sur la pointe pour vider le contenu de la colonne dans le bécher. S'il y a quelque chose dans la colonne (bouchon de laine de verre), mouillez la colonne avec de l'acétone et réappliquez la pression d'air.
  2. 2 Jeter les sous-produits solides et liquides dans les conteneurs à déchets appropriés. Éliminer les matières solides, y compris le contenu de la colonne et du bouchon, dans le contenant à «déchets solides» approprié. Jetez également les liquides dans les contenants appropriés. Ne jamais laver des matériaux solides ou des liquides dans l'évier ou les placer dans un conteneur à déchets étiqueté de manière inappropriée.
  3. 3Laver tout le matériel et le remettre à sa place.