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Questions
générales
Dans
la liste suivante, quels sont les trois critères les plus importants à
prendre en compte pour s'assurer qu'un prélevement d'eau sur le terrain
est représentatif de son milieu ?
Propreté du flacon
; heure du prélèvement ; température de
l'échantillon ; pression atmosphérique ; formation du personnel
; nature
du flacon ( verre, plastique...) ; taille du flacon.
A quoi
servent les étapes de concentration et de purification pour un
échantillon d'eau ?
Il faut extraire de la matrice les composés d'"intérêt" ; la
purification élimine les espèces qui peuvent interférer lors l'analyse
chromatographique.
Certaines espèces peuvent être à l'état de traces : il faut donc
concentré l'extrait.
Présenter
brièvement un schéma d'appareillage de chromatographie en phase liquide.
La colonne ( tube construit avec un matériau inerte aux produits
chimiques) contient la phase stationnaire :
- phase normale : gel de silice polaire ; on utilise un éluant
apolaire ; les produits polaires sont retenus dans la colonne, les
produits apolaires sortent en premiers.
- phase inverse : phase fixe apolaire ; éluant polaire ; les
molécules polaires sortent en premier.
Citer
plusieurs types de détecteurs qui sont couplés à la chromatographie en
phase liquide.
Spectromètre de masse ; détecteur UV-visible ; réfractomètre ( mesure
de l'indice de réfraction du liquide à la sortie).
Exercices
:
Dans le cadre de la recherche de pesticides dans les échantillons d'eau
potable, une mise au point de méthode de dosage du diuron a été
réalisée au laboratoire. Pour cela le dosage est effectué en CPL
associée à un détecteur ultra-violet.
Préparation de la gamme
d'étalonnage :
Vous devez préparer dans de l'eau déionisée les 5 points de la gamme
dont les concentrations sont : 0,1 ; 0,2 ; 0,4 ; 0,8 et 1,0 mg/L.
Vous disposez de fioles jaugées de 10, 20, 50 et 100 mL et des pipettes
graduées de 1, 2, 5 et 10 mL.
Au préalable il vous faut préparer une solution mère de diuron à 1 g/L.
Le diuron est sous forme solide, sa pureté est 98 % et la formule du
composé est C9H10Cl2N2O.
Masse atomique molaire ( g/mol) : C : 12 ; H : 1,0 ; Cl : 35,5 ; N : 14
; O : 16 g/mol.
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Calculer la masse molaire du diuron.
M =12*9 +10+2*35,5 +2*14 +16 = 233 g/mol.
Quelle est la concentration en mol/L de la solution mère de diuron à 1
g/L ?
1 / 233=4,29 10-3 ~
4,3 10-3 mol/L.
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Pour préparer une
solution à 1,0 g/L, vous disposez d'une fiole de 50 mL.
Quelle
masse de diuron faut-il introduire dans la fiole ?
1,0*50 / 1000 =0,050
g
Tenir compte de la pureté : 0,050 / 0,98 = 5,1 10-2 g.
Pour
préparer les 5 points de la gamme, recopiez et compléter les deux
tableaux ci-dessous.
Par définition, une solution fille est le terme donné à une solution
qui est obtenue après dilution de la solution mère.
| concentration
de la solution mère ( 1 g/L) |
volume
de solution mère prélevé ( mL)
|
volume
de la fiole jaugée ( mL)
|
facteur
de dilution
|
concentration
finale de la solution ( mg/L)
|
| concentration
de la solution fille ( mg/L) |
1,0
|
1000
|
1 / 10-3
=1000
|
1,0
|
concentration
de la solution fille ( mg/L)
|
0,80
|
1000
|
1/8 10-4
=1250
|
0,8
|
| concentration
de la solution fille ( mg/L) |
0,40
|
1000
|
1/4 10-4
=2500 |
0,4
|
point
de gamme
|
concentration
de la solution fille ( mg/L) |
volume
de solution fille prélevé ( mL) |
volume
de la fiole jaugée ( mL) |
facteur
de dilution
|
concentration
finale de la solution ( mg/L) |
1
|
1,0
|
5,0
|
50
|
10
|
0,1
|
2
|
1,0
|
10
|
50
|
5
|
0,2
|
3
|
0,8
|
10
|
20
|
2
|
0,4
|
4
|
1,0
|
8
|
10
|
1,25
|
0,8
|
5
|
solution
mère à 1 g/L
|
1
|
1000
|
1000
|
1,0
|
Exploitation de la courbe
d'étalonnage.
Les valeurs des 5 points de la gamme d'étalonnage ainsi que les
surfaces des pics correspondants sont données ci-dessous :
concentration
endiuron ( mg/L)
|
0,1
|
0,2
|
0,4
|
0,8
|
1,0
|
surface
du pic ( en unité de surface )
|
89 000
|
180 000
|
381 000
|
750 000
|
940 000
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Tracer la courbe
d'étalonnage.
A partir de cette droite, on veut calculer la concentration inconnue
d'un échantillon d'eau prélevé sur le terrain. Lors de l'étape de
concentration, 1 L d'eau est concentré à 1 mL. Cet extrait est dilué 10
fois puis dosé par chromatographie avec les mêmes conditions
opératoires que celles utilisées lors de l'élaboration de la courbe
d'étalonnage. La surface du pic du diuron obtenu est égale à 430 000
unités de surface.
A partir
de la courbe, calculer la concentration du diuron en mg/L dans
l'extrait dilué puis en µg/L dans l'échantillon d'eau.
Dans l'extrait dilué 10 fois : 0,46 mg/L ; dans l'extrait non dilué :
4,6 mg dans 1 mL d'extrait ; dans 1 L d'eau : 4,6 µg/ L.
Sur le
chromatogramme de l'échantillon, quelle est l'information qui vous
permet d'affirmer qu'il s'agit bien du diuron ?
Le temps de rétention caractérise qualitativement une substance dans
des conditions opératoires données.
L'analyse est réalisée en chromatographie en phase liquide couplée à un
détecteur ultraviolet, quel autre détecteur
pourrait apporter une information supplémentaire pour confirmer
l'intensité du pic ?
QCM. ( les bonnes réponses sont écrites en rouge et soulignées )
Comment définit-on l'efficacité d'une colonne de chromatographie liquide
?
- par la pression en têe de colonne
- par le nombre de plateaux.
Est ce que le diamètre de la colonne utilisée a une influence sur l'efficacité de la colonne ?
- oui ; - non.
Parmi les solvants, quels sont ceux utilisés en chromatographie en phase inverse ?
-eau ; méthanol ; acétonitrile ; dichlorométhane ; isopropanol.
(colonne apolaire et phase mobile polaire ).
Peut-on utiliser un détecteur réfractométrique lors d'une élution en gradient de phase mobile ?
- oui ; - non.
il mesure la variation de l'indice de réfraction du liquide à la sortie de la
colonne. On compare cet indice avec celui de la phase mobile pure : il y a
donc une référence. Ce détecteur exclut
les variations de la composition de la phase mobile.
Comment puis-je augmenter l'efficacité de ma séparation chromatographique ( pour la même composition de phase mobile et même type de phase stationnaire ) ?
- en augmentant la longueur de la colonne
- en modifiant le débit de la séparation
- en injectant moins d'échantillon
- en changeant les paramètres du détecteur utilisé
- en diminuant la granulométrie de la phase stationnaire.
Le débit de la phase mobile a-t-il une influence sur l'efficacité / résolution de la séparation ?
- oui ; - non.
Parmi ces détecteurs utilisés en chromatographie liquide, un seul est universel. Lequel ?
- ultraviolet à longueur d'onde fixe ; ultraviolet à barette de diiodes
; réfractométrie ; électrochimie ; spectromètre de masse ; fluorescence.
Qu'appelle t-on "volumes morts" du système chromatographique ?
le volume de phase mobile contenu dans le système chromatographique entre la vanne d’injection et le détecteur
- les vides intra et extraparticulaires de la phase stationnaire
- le volume de la cellule de détection UV
- les volumes des tubulures entre injecteur-colonne et colonne-détecteur.
Les "volumes morts" du système chromatographique ont-ils une influence sur ?
- la quantité maximale injectée
- l'efficacité du système
- la sensibilité de détection des composés.
En chromatographie phase inverse on a :
- la phase stationnaire polaire et la phase éluante apolaire.
- la phase stationnaire apolaire et la phase éluante polaire.
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Sécurité.
Un modèle simplifié d'étiquette que l'on trouve sur un flacon de 2,5 L d'acétonitrile est représenté :
CH3CN
: pureté > 99,9 % ; très inflammable ; nocif par inhalation, contact
avec la peau et par ingestion ; conserver à l'écart de toute source
d'igition ; ne pas fumer; porter un vêtement de protection et des gants
appropriés.
Calculer la masse molaire de l'acétonitrile.
M = 12+3+12+14 =41 g/mol. .
Ecrire la formule développée de cette molécule.
Est-il utile d'écrire sur le flacon la date d'ouverture ? Pourquoi ?
Non ; le flacon doit être bien refermé.
Il ne doit pas être mis en présence de flamme, d'étincelles, d'acide ou d'oxydants.
On trouve sur les étiquettes de produits chimiques des pictogrammes qui complètent le texte.
A quoi servent ces pictogrammes ?
Ces pictogrammes indiquent, de manière visuel, quels dangers présentent
un produit chimique et, en conséquence, les mesures de sécurité à
prendre.
Quels pictogrammes pourraient figurer sur l'étiquette ?
Inflammable (1) et toxique (6).
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