Chromatographie en Phase Gazeuse Flashcards
La CPG est une technique de séparation applicable aux composés ________ ou __________________________.
gazeux;
susceptibles d’être volatilisés par élévation de la température.
La CPG est limitée aux composés __________ et _____________.
thermostables;
suffisamment volatils (MM < 300).
En CPG, la phase mobile est ______________.
gazeuse (gaz vecteur)
La phase stationnaire en CPG est soit _________________ soit ________________.
Particules qui remplissent la colonne;
Film déposé sur la paroi interne de la colonne capillaire ou semi-capillaire.
La PS en CPG peut être ______________ ou _______________.
Liquide (mécanisme de partage);
Solide (mécanisme d’adsorption).
En CPG, l’analyte est en équilibre entre le gaz vecteur et la PS. (V/F)
V
La CPG est fondée sur des mécanismes de ____________, ____________ ou ______________.
- Adsorption;
- Distribution de masse;
- Exclusion.
La séparation des analytes est basée sur ____________________.
Différence de leurs coefficients de distribution PS/GV.
K = C (PS) / C (GV)
La superficie d’un pic en CPG permet ______________.
interprétations quantitatives
Un chromatographe gaz est constitué de: ____________, ___________, ___________, _____________, _______________.
- Un four;
- Un système d’injection;
- Une colonne (remplie ou capillaire) placée dans le four;
- Système de détection;
- Alimentation en vecteur gaz.
Le four est une enceinte à température contrôlée à bain d’air pourvue de: ______________, _____________, _____________, ________________.
- Résistante chauffante;
- Système de ventilation et de brassage;
- Alimentation cryogénique (facultative);
- Couple thermoélectrique (régulation de la température à 0,2 °C près).
En CPG, en terme de température, on peut soit _________________ ou _______________.
- Maintenir la température constante (régime isotherme);
- Faire varier la température (chromatographie à température programmée).
La chromatographie à température programmée suit une loi de variation donnée, généralement __________.
linéaire
Volume de rétention (Vr): _________________________.
Volume total de la phase mobile nécessaire pour éluer un soluté donné de la colonne.
Volume mort (VM): ______________________________.
Volume de phase mobile qui correspond au temps qu’il faut pour qu’une molécule qui ne subit aucune interaction avec la phase stationnaire traverse la colonne
Volume de rétention réduit (V’r): ___________________________.
Volume de phase mobile nécessaire pour que le soluté interagisse avec la phase stationnaire.
V’r = _____________.
V’r= Vr - VM
Il existe une relation linéaire entre le volume de rétention réduit et la température. (V/F)
V
log V’r = _________________________
log V’r = -ΔH/ 2.3 RT + cte
ΔH: Enthalpie de dissolution ou d’adsorption;
R: Constante des gaz parfaits;
T: Température absolue.
On joue sur la _______________ pour augmenter la sélectivité.
température
Trouver la température optimale est souvent un équilibre entre une _____________________ et une _______________________________.
bonne résolution (séparation nette des pics);
bonne sélectivité (capacité à distinguer les composés similaires).
Rôle du système d’injection: __________________________.
Vaporisation et de transfert de l’échantillon vers la colonne.
Température de la colonne > température de l’injection. (V/F)
F: Température de l’injection > Température de la colonne
La température de l’injection étant supérieure à la température de la colonne, il y a ___________________ de l’échantillon.
Vaporisation instantanée
Deux types d’injecteurs existent: ________________ et ________________.
- Injecteurs pour les colonnes remplies;
- Injecteurs pour colonnes capillaires.
Les injecteurs pour colonnes remplies en CPG comprennent principalement la _________________, idéale pour des __________________, et la ______________, qui _______________________________.
vanne d’injection;
injections précises et répétitives;
chambre d’injection;
vaporise l’échantillon avant son introduction dans la colonne.
Les principaux types d’injecteurs utilisés pour les colonnes capillaires: _____________, ______________, ________________.
- Système à Division de Flux (Split Injection);
- Système Sans Division de Flux (Splitless Injection);
- Injection Directe dans la Colonne (On-Column Injection).
Les vannes d’injection sont un système de _______________________.
robinets à voies multiples
La _______________fait référence à l’étape où l’échantillon vaporisé est purgé ou évacué de la chambre d’injection avant d’être introduit dans la colonne.
position de balayage (sweeping position)
La ______________ est le moment où l’échantillon est directement introduit dans la chambre d’injection ou dans la colonne, selon le type de système utilisé.
position d’injection
Dans les injecteurs pour colonnes remplies liquides/solutions, l’échantillon est introduit par une _______________à travers une pastille auto-obturante appelée ____________.
microseringue;
septum.
injecteurs pour colonnes remplies liquides/solutions
Les solutés vaporisés sont entrainés à travers un tube en verre appelé _________ par le gaz vecteur jusqu’à la tête de la colonne.
liner ou insert
Capacité de la seringue à liquide: ___________.
10 à 0.5 µL
Capacité de la seringue à gaz: ___________.
centaines de µL
Colonne Remplie
PS (Phase Stationnaire) : _____________;
Capacité : ____________;
Diamètre Intérieur : Environ ________;
Débit : Environ ________ ml/min
Granules;
0.1 à 1 mg;
2 mm;
20-100.
Colonne Capillaire
PS (Phase Stationnaire) : ____________;
Capacité : ___________________;
Diamètre Intérieur : Environ _________;
Débit : Environ __ ml/min
Film mince;
0.001 à 0.01 mg;
0.2 mm;
2 ml/min.
Les injecteurs pour colonnes capillaires nécessitent une injection____________________ pour garantir que l’échantillon soit introduit de manière homogène et précise dans la colonne, évitant ainsi toute injection ____________.
très rapide (en une fraction de seconde);
non aléatoire.
Fonctionnement des injections à système à division de flux (Split injection): __________________________, ________________________.
Echantillon vaporisé et dilué par le gaz vecteur;
Mélange divisé en deux parties.
Avantages de la split injection: ____________________________, ______________, _____________.
Injecter de petites quantités concentrées sans dilution préalable;
Prévention de la surcharge de la colonne;
Réduction de la quantité d’échantillon dans la colonne, ce qui diminue l’élargissement des pics et améliore la résolution.
Inconvénient de la split injection: _______________________.
Dégradation de certains solutés et risque de ségrégation.
Système Sans Division (Splitless Injection) - Principe
__________________________, _____________________, ________________________.
- Le mélange n’est pas divisé en deux parties;
- 95% de l’échantillon est introduit dans la colonne capillaire;
- 5% est évacué.
Setup du système sans division (splitless injection):
___________________, __________________, ____________________.
- L’échantillon reste quelques secondes dans le liner avant d’être transféré dans la colonne;
- Gaz vecteur : Sert à transporter l’échantillon à travers la colonne capillaire;
- Purge du septum : Permet d’éliminer les éventuelles impuretés introduites lors de l’injection.
Application du système sans division: _______________.
échantillons très dilués (augmentation de sensibilité).
Avantage du système sans division: _____________.
Pas de ségrégation de l’échantillon.
Split injection
Une petite fraction (environ ____%) est envoyée dans la colonne capillaire, tandis que la majorité (____%) est évacuée à travers la sortie de la fuite.
1-10%;
90-99%.
La split injection est adaptée aux échantillons concentrés où une faible quantité d’échantillon suffit pour obtenir des résultats précis. (V/F)
V
Inconvénients de la splitless injection: ________________, ___________________.
- Transfert plus long de l’échantillon vers la colonne, pouvant entraîner un élargissement des premiers pics chromatographiques;
- Nécessite une refocalisation par effet solvant ou en piégeant le soluté à froid en tête de colonne pour minimiser l’élargissement des pics.
Un passage à __________________ peut améliorer la séparation en splitless injection.
chromatographie à température programmée
Système sur colonne (on column injection) - Principe
______________________, ________________________.
- Pas d’étape de vaporisation;
- Injection à froid du mélange gaz-échantillon directement dans la colonne.
Avantages du système sur colonne: _______________, ________________, _______________.
- Injection de l’échantillon sous forme liquide : Volume d’injection est plus précis;
- Température d’injection égale à celle de la colonne : Aucune différence de température entre l’injection et la séparation, précision améliorée;
- Effets indésirables du septum éliminés : Élimine les problèmes liés aux effets de diffusion ou de perte de soluté associés.
Inconvénients du système sur colonne: ______________________.
Accumulation de composés non volatils dans la colonne
Il existe deux types de systèmes d’injection à espace de tête: _____________ et _____________.
Espace de tête statique (Static Headspace);
Espace de tête dynamique (Dynamic Headspace).
Applications des systèmes d’injection à espace de tête: ___________________________.
Analyse de composés organiques volatils contenu dans l’échantillon liquide ou solide non injectable en CPG (Alcool dans le sang, Solvants résiduels).
Espace de Tête Statique (Static Headspace) - Principe
_______________________________________________________.
Présence d’une phase gazeuse au-dessus de l’échantillon contenu dans un vial.
Configuration de l’espace de Tête Statique:
_____________________________________________;
_____________________________________________.
- Vial contenant un échantillon (6-20 ml) + Gaz (air ou inerte), scellée pour éviter les échanges de gaz avec l’extérieur;
- Enceinte thermostatée dans laquelle est placée la vial où la température est contrôlée pour maintenir des conditions constantes.
Static Headspace - Modalités de prélèvement
_______________________, _______________________.
- Un aliquot de gaz est prélevé à l’aide d’une seringue à gaz;
- Le gaz prélevé est ensuite injecté dans le chromatographe en phase gazeuse (CPG) pour analyse.
Static Headspace
L’analyte atteint un équilibre entre la _____________ et l’_____________________.
phase gazeuse;
échantillon liquide/solide.
Espace de Tête Dynamique - Principe
_____________________________________________________.
Barbotage de l’échantillon : Un gaz inerte est injecté à travers l’échantillon pour entraîner les substances volatiles en solution.
Espace de Tête Dynamique - Processus
Se fait en trois étapes: _____________, _____________, _______________.
1- Entraînement des substances volatiles;
2- Adsorption;
3- Désorption.
Espace de Tête Dynamique
Les substances volatiles sont entraînées par le gaz vecteur vers une ____________.
colonne-piège
Espace de Tête Dynamique
La colonne-piège est maintenue à basse température pour favoriser l’___________________________.
adsorption des substances volatiles
Espace de Tête Dynamique
Les substances volatiles sont adsorbées sur le matériau de ____________________.
la colonne-piège
Espace de Tête Dynamique
La colonne-piège est rapidement chauffée, ce qui ___________________.
désorbe les substances retenues
Espace de Tête Dynamique
Les substances désorbées sont ensuite dirigées vers le ____________________ pour analyse.
chromatographe en phase gazeuse (CPG)
Composants du Headspace Dynamic: ___________, ____________, _____________.
- Column trap : Colonne-piège où les substances volatiles sont adsorbées;
- Column : Colonne chromatographique où les substances désorbées sont analysées;
- Chauffage de la colonne-piège : Processus utilisé pour désorber les substances volatiles retenues dans la colonne-piège.
La technique ___________________est particulièrement utile pour analyser les composés organiques volatils (COV) présents en très faibles concentrations dans des échantillons solides ou liquides.
Espace de tête dynamique (Purge and trap)
Avantages du Dynamic Headspace: ______________, _____________.
Sensibilité élevée grâce à la concentration des analytes dans le piège;
Efficace pour détecter les niveaux traces de composés volatils.
__________________est généralement utilisée pour analyser les composés volatils dans des échantillons liquides ou solides où les analytes sont présents en concentrations modérées.
Static Headspace
Avantages du Static Headspace: ___________________ et __________________.
Plus simple et plus rapide que les méthodes d’espace de tête dynamique;
Nécessite une préparation minimale de l’échantillon.
Le mode le plus usuel d’injection en CPG est _____________.
Injection directe
En CPG, l’injection directe se fait soit ________________ ou _______________.
Directement en tête de colonne: Via une seringue ou une vanne d’injection;
Dans une chambre de vaporisation: Cette chambre peut être équipée d’un diviseur de flux.
Les injections en phase vapeur se font soit ________________ soit ______________.
Espace de tête statique;
Espace de tête dynamique.
Types de réponse des détecteurs en CPG: ______________, ______________.
Type 1: Réponse proportionnelle à la concentration;
Type 2: Réponse proportionnelle au débit massique.
Classification des détecteurs en CPG: _______________ et ________________.
Détecteurs classiques (Basés sur le temps de rétention (tr));
Détecteurs conduisant à des données structurelles (Basés sur le temps de rétention (tR) et fournissent des informations spectrométriques).
Les détecteurs classiques sont classés en _____________ et ______________.
Détecteurs spécifiques: Mesurent la variation des propriétés caractéristiques du soluté;
Détecteurs universels: Mesurent la variation des propriétés physiques de la phase mobile.
En fonction du type de réponse, on classe les détecteurs en __________ et ___________.
Détecteur intégral: Réponse par palier;
Détecteur différentiel: Réponse instantanée.
Exemples de détecteurs universels: _____________ et _____________.
- Détecteur à conductibilité thermique;
- Détecteur à ionisation de flamme.
Exemples de détecteurs spécifiques: ____________, ___________, _____________, ______________, _______________, ______________, _________________.
- Détecteur thermo-ionique;
- Détecteur à capture d’électron;
- Détecteur à photométrie de flamme;
- Détecteur électrochimique;
- Détecteur à ionisation d’argon ou d’hélium (gaz permanant);
- Détecteur à ionisation par haute fréquence;
- Détecteur à plasma excité par microondes.
Exemples de détecteurs conduisant à des données structurelles: ____________, _____________, ______________.
- Détecteur à émission atomique;
- Détecteur de masse;
- Détecteur infrarouge.
Principe de fonctionnement du détecteur à conductibilité thermique (Catharomètre): __________________________________________________.
Comparaison continuelle entre :
Le flux de chaleur emporté par le gaz vecteur pur;
Le flux de chaleur emporté par le gaz vecteur chargé de molécules de soluté.
DÉTECTEUR À CONDUCTIBILITÉ THERMIQUE (CATHAROMÈTRE - TCD)
Le flux est mesuré par des thermistances montées en ______________.
pont Wheaston
DÉTECTEUR À CONDUCTIBILITÉ THERMIQUE (CATHAROMÈTRE - TCD)
Condition pour une réponse plus significative : Une grande différence entre les _____________ du soluté et du gaz vecteur.
conductibilités thermiques
Principe de fonctionnement du détecteur à ionisation de flamme (DIF): _____________, ______________, _______________.
Une tension est maintenue entre la flamme d’hydrogène et une électrode collectrice;
Le soluté est brûlé par la flamme d’hydrogène et ionisé;
Les ions générés créent un courant électrique, qui est ensuite amplifié.
Composants du DIF: ___________, ___________, ____________, _______________.
Flamme : Générée par la combustion d’hydrogène (H₂) avec de l’air;
Électrode collectrice : Capte les ions produits par la flamme;
Brûleur : Emplacement où le soluté est brûlé;
Colonne : Délivre le soluté au brûleur.
Avantages du DIF: ______________, _________________.
Plus sensible que le détecteur à conductivité thermique (catharomètre);
Pas besoin de placer le détecteur dans une enceinte thermostatée.
Inconvénients du DIF: _____________, _____________, _______________.
Moins universel;
Détruit le soluté après détection;
Influence d’autres atomes de carbone (C) et d’hydrogène (H) dans les résultats.
Principe de fonctionnement du détecteur à capture d’électrons (ECD): ___________________, _________________, _________________.
Utilise une source radioactive de tritium ou de 63Ni pour émettre des électrons;
Les substances ayant une haute affinité pour les électrons s’ionisent;
Les ions formés sont recueillis par une électrode, générant un courant d’ionisation.
Équation du courant d’ionisation dans un ECD: ________________.
I=I₀ e −EKC
I : Intensité du courant recueilli.
I₀ : Intensité du courant en présence du seul gaz vecteur.
C : Concentration de la substance considérée.
E : Coefficient de réponse de la substance.
K : Facteur dépendant du détecteur.
Composants d’un ECD: ___________, ___________, ___________, ______________.
- Source radioactive : Tritium ou 63Ni;
- Électrode cathode : Capte les ions générés;
- Électrode anode : Collecte les électrons;
- Gaz vecteur : Transporte les solutés à travers le détecteur.
Applications de l’ECD: _____________ et _______________.
- Analyse des dérivés halogénés;
- Analyse des pesticides organo-chlorés.
Avantage de l’ECD: ______________________________.
Très grande sensibilité, capable de détecter des quantités à l’échelle du picogramme.
DÉTECTEUR THERMO-IONIQUE (NPD) - Principe
Une flamme d’hydrogène (H₂) est maintenue à une température très ____ par un débit _____.
froide;
réduit.
DÉTECTEUR THERMO-IONIQUE (NPD) - Principe
Chauffage électrique d’une _____________, qui libère des électrons.
pastille de sel alcalin
DÉTECTEUR THERMO-IONIQUE (NPD) - Principe
Les électrons interagissent avec les éléments comme l’_______ ou le _________, sans combustion.
azote (N);
phosphore (P).
DÉTECTEUR THERMO-IONIQUE (NPD) - Principe
Les ions formés génèrent un ______________________.
courant d’ionisation amplifié.
DÉTECTEUR À PHOTOMÉTRIE DE FLAMME (FPD) - Principe:
______________________________, _________________________.
La lumière produite par la combustion du soluté est filtrée;
Un photomultiplicateur mesure l’intensité de la lumière transmise.
La FPD offre une grande sensibilité pour les composés contenant du _______ et du __________.
soufre (S);
phosphore (P).
Le détecteur électrochimique est sélectif pour les composés contenant de __________, ____________ et _____________
l’azote (N), du chlore (Cl), et du soufre (S).
Le détecteur à plasma excité par microondes est utilisé dans la détection des _____________.
atomes métalliques
Détecteurs conduisant à des données structurelles: ____________, _____________, _____________, _________________.
- Détecteur à émission atomique;
- Infrarouge moyen;
- Chimiluminescence;
- Spectrométrie de masse.
Principe du Détecteur à spectrométrie de masse: _____________________ et _______________________.
Identifie les composés à partir du spectre de masse;
Comparaison des spectres de masse avec une banque de données pour l’identification.
Application du détecteur à spectrométrie de masse: ________________.
Détection des solvants résiduels.
Les colonnes capillaires avec _________ permettent le couplage avec le détecteur à spectrométrie de masse.
silice fondue
En CPG, es détecteurs ________________sont les plus utilisés, mais, selon l’objectif de l’analyse, il est également possible de recourir à la __________, à des détecteurs ____________, à la _____________, à la _____________ ou à la ______________ avec _________________ et d’autres méthodes.
à ionisation de flamme;
capture d’électrons;
azote-phosphore;
spectrométrie de masse;
conductivité thermique;
spectrophotométrie infrarouge;
transformée de Fourier.
Le gaz vecteur doit être _________ et _________ vis-à-vis de la phase stationnaire et du soluté.
très pur;
inerte.
Types courants de gaz vecteurs: _________, _________, ___________, ___________.
Hélium (He);
Hydrogène (H₂);
Azote (N₂);
Argon (Ar).
L’alimentation par les gaz vecteurs se fait par des __________ou des_____________.
générateurs;
bouteilles pressurisées
Il est important d’éviter ______ et ______ pour les colonnes polaires et ___ pour les ECD.
H2O et O2;
O2.
Les systèmes d’alimentation en gaz vecteur sont dotés des filtres suivants: ___________, __________ et ___________.
Filtre d’oxygène : Évite l’oxygène pour les colonnes polaires et les détecteurs à capture d’électrons (ECD).
Filtre d’humidité : Élimine l’eau.
Filtre d’hydrocarbure : Élimine les hydrocarbures.
Les hydrocarbures peuvent interférer avec les analyses chromatographiques en __________________ ou en __________________________.
créant des pics de fond;
modifiant la rétention des analytes.
Le filtrage n’affecte pas la rétention des solutés ou la sélectivité de la séparation chromatographique. (V/F)
V
Le débit du gaz vecteur est crucial car il influence le __________________ et la ____________________.
temps de rétention des analytes;
qualité de la séparation.
Le choix du gaz vecteur dépend de plusieurs facteurs: _______________, ______________, ______________.
- La nature du détecteur;
- Dynamique des fluides (Viscosité, Diffusion, Vitesse du gaz dans la colonne);
- Equation de Van Deemter.
Pour Catharomètre, les gaz vecteurs (recommandé/non-recommandé):
H₂: ________________;
He: _______________;
N₂: ________________;
Ar: ________________.
H₂: (recommandé)
He: (recommandé)
N₂: (non recommandé)
Ar: (non recommandé) [perte de sensibilité pour la conductibilité thermique proche du soluté]
L’hélium (He) a une conductivité thermique environ ___ fois plus élevée que celle de nombreux solutés typiques dans la chromatographie gazeuse.
10
ECD (Détecteur à Capture d’Électrons) - Gaz vecteurs:
O₂: _____________;
N₂: ______________;
Mélange Ar + méthane: _________________.
O₂: A éviter;
N₂: Recommandé;
Mélange Ar + méthane: Recommandé.
L’équation de Van Deemter est un modèle mathématique utilisé en chromatographie pour décrire la relation entre la_________________ dans une colonne chromatographique et la _____________________.
vitesse du flux de gaz (ou du liquide);
qualité de la séparation des composés analytiques.
L’équation de Van Deemter est exprimée comme suit : ________________________.
H = A + B/u + (Cg + Cs + Cl) u
A: Terme lié à l’effet de diffusion longitudinale ou à la dispersion des molécules dans la colonne;
B/u: Terme lié à la diffusion transversale et au transfert de masse dans la phase stationnaire;
(Cg + Cs + Ck) u: Terme lié au temps de résidence des solutés;
Cg: Coefficient de diffusion dans le gaz;
Cs: coefficient d’adsorption/désorption dans la phase stationnaire;
Cl: coefficient lié à la longueur de la colonne.
_________ et ___________ sont souvent les meilleurs choix en chromatographie en phase gazeuse en raison de leur performance en termes de temps de rétention et de résolution.
Hélium (He);
Hydrogène (H₂);
Hélium est souvent préféré pour sa capacité à fournir des ___________ et des ________________.
pics plus étroits;
temps d’analyse plus courts.
Vitesses optimales de quelques gaz vecteurs:
Azote (N2): ________________;
Hélium (He): _______________;
Hydrogène (H2): ___________.
Azote (N2): 8 à 18 cm/sec;
Hélium (He): 15 à 50 cm/sec;
Hydrogène (H2): 25 à 70 cm/sec.
La viscosité du gaz vecteur influence la ___________et est très utile en mode de _____________________.
souplesse du débit;
programmation de température.
Classez ces gaz vecteurs par rapport à leur viscosité: N2, H2, He.
Hydrogène (H₂) : Possède la viscosité la plus faible parmi les gaz vecteurs.
Hélium (He) : A une viscosité légèrement plus élevée que l’hydrogène.
Azote (N₂) : A la viscosité la plus élevée parmi les trois gaz.
H2 a une plus faible viscosité le rendant meilleur car _______________.
perte de charge plus faible
En chromatographie en phase gazeuse, le temps de rétention et l’efficacité dépendent du _________________.
débit du gaz vecteur
Le temps de rétention est directement proportionnel à la ______________, tandis que la résolution est proportionnelle à la ________________________.
longueur de la colonne;
racine carrée de la longueur de la colonne.
Pour les colonnes remplies, le débit du gaz vecteur est généralement exprimé en ______________, sous pression atmosphérique et à température ambiante.
millilitres par minute
Le débit est mesuré à la sortie du détecteur à l’aide d’un _______________ ou d’un _____________, une fois que la colonne a atteint sa température de service.
dispositif mécanique étalonné;
compte-bulles.
À un débit volumique donné, la vitesse linéaire du gaz à travers une colonne remplie est inversement proportionnelle à la _____________________.
racine carrée du diamètre intérieur de la colonne.
Un débit de 60 ml/min dans une colonne de 4 mm de diamètre intérieur et un débit de 15 ml/min dans une colonne de 2 mm de diamètre intérieur produiront la même vitesse linéaire de déplacement du gaz, entraînant des temps de rétention similaires. (V/F)
V
Classification des colonnes remplies: ________________ et ________________.
CGS: Adsorbant solide;
CGL: Support inerte greffé d’une PS liquide.
Classification des colonnes capillaires: ______________, _____________: _____________, ________________.
- CGS: Adsorbant solide recouvrant la paroi interne (PLOT);
- CGL:
- WCOT (Wall Coated Open Tubular): Liquide immobilisé sur la paroi du capillaire;
- SCOT (Support Coated Open Tubular): Liquide imprégnant de fines particules adhérant à la paroi.
Colonnes Remplies
Diamètre intérieur: ______;
Longueur (L): ____________;
Débit (D): _______________;
Granulométrie: __________;
Température maximale (Tmax): ___________.
Diamètre intérieur: 2-4 mm;
Longueur (L) : 1-3 m;
Débit (D) : 10-40 mL/min;
Granulométrie : 0.2 mm;
Température maximale (Tmax) : 250°C.
Colonnes Capillaires (Golay) :
Diamètre intérieur (Øint) : ____________;
Longueur (L) : ____________;
Débit (D) : _________________;
Épaisseur de la phase stationnaire (ef) : ____________;
Température maximale (Tmax) : ________;
Épaisseur de la paroi du tube : __________.
Diamètre intérieur (Øint) : 100-530 μm
Longueur (L) : 100 m
Débit (D) : 5 mL/min
Épaisseur de la phase stationnaire (ef) : 0.05-5 μm
Température maximale (Tmax) : 450°C
Épaisseur de la paroi du tube : 50 μm
Les phases stationnaires les plus utilisées: ________________ ou _______________.
Liquide Peu Volatil ou Gomme
Dans les colonnes capillaires, la PS est réparti en ______________________.
film mince sur la paroi interne.
Dans les colonnes remplies, la PS est réparti ______________________.
sur un support particulaire
Critères Importants du choix de la PS en CPG: ____________, ____________, ____________, ______________.
- Inertie Chimique;
- Solubilité dans les Solvants Organiques (pour la fabrication);
- Bonne Qualité de Recouvrement et de Mouillabilité;
- Grande Résistance à la Température.
Chaque phase stationnaire a une température minimale en dessous de laquelle elle peut __________________.
cristalliser ou se solidifier
La Tmax continue opérationnelle est la température maximale à laquelle la phase stationnaire peut être utilisée de manière continue sans ___________________.
subir de dégradation
Pour garantir une performance stable, la Tmax continue opérationnelle est définie pour permettre un fonctionnement continu de la colonne pendant environ _________ sans altération significative de ses propriétés.
72 heures
Le ________ est la perte progressive de la phase stationnaire, souvent due à la volatilisation ou à la décomposition thermique.
“bleeding”
Température de Fonctionnement du PEG (BP20(WAX)®) : ___________.
201-260/280°C
Soit une colonne remplie ayant pour PS le méthylsilicone non-greffée
La volatilisation de la phase stationnaire peut rendre la quantification des composés impossible, en particulier pour les _______________.
alcanes supérieurs.
La ________ et la ________ d’un soluté dans une colonne chromatographique sont principalement influencées par les interactions entre le soluté et la phase stationnaire (PS), particulièrement les interactions de _______________.
rétention;
sélectivité;
polarité.
Caractéristiques des solutés apolaires: __________________ et _________________.
Forces de Dispersion Faibles;
Rétention est optimisée avec une PS apolaire.
Caractéristiques des solutés polaires: __________________ et _________________.
- Forces d’interactions élevées;
- Rétention optimisée avec une PS polaire.
Phases stationnaires en fonction de polarité (Classification de McReynolds): _____________, _____________, _______________.
PS Apolaires : Utilisées pour les solutés apolaires;
PS Peu à Moyennement Polaires : Adaptées aux solutés avec une polarité intermédiaire;
PS Polaires : Idéales pour les solutés polaires.
La classification de McReynolds est basée sur les ______________, calculées à partir des __________________.
constantes de McReynolds;
indices de rétention (IR) de Kovats.
Pour une série d’étalons (alcanes) séparés par chromatographie en phase gazeuse (CPG) à température constante, il existe une relation linéaire entre le _____________________ et le _________________________.
logarithme du temps de rétention réduit (log t’);
nombre d’atomes de carbone.
L’indice de rétention (IR) pour un soluté X, se trouve entre l’alcane à n carbones et l’alcane à (n+1) carbones dans le chromatogramme. La formule est donnée par : _____________________. La formule permet d’identifier et de quantifier le soluté X en le plaçant sur la ________________.
IR (x) = 100n + 100 (log t’ R(X) - logt’R(n) ) / (log t’ R(n+1) - log t’ R(n)
Droite de Kovats.
Les phases stationnaires sont évaluées à partir de cinq constantes ___, ___, ___, ___, ___, qui sont additionnées pour obtenir une ____________.
X’, Y’, Z”, U’, S’;
polarité globale chiffrée (ΣΔI5).
Les valeurs des indices de Kovats (IR) sont calculées en utilisant un témoin (PS témoin) par rapport au ________, qui a une polarité nulle et élue selon la _________________.
squalane (IR = IR (témoin-PS) - IR (témoin-squalane);
température d’ébullition.
Une ΣΔI5 élevée indique une phase stationnaire avec une polarité _______, ce qui signifie que les solutés plus _________seront davantage retenus.
accrue;
polaires.
PS Apolaire : Constantes de McReynolds < ________;
PS de Polarité Moyenne : Constantes de McReynolds entre ______ et ________;
PS Polaire : Constantes de McReynolds > _______.
100;
100 et 300;
300.
Utilité des Constantes de McReynolds : ______________________, ___________________.
- Choisir la phase stationnaire (PS) la plus appropriée en fonction de la polarité des solutés à analyser;
- Identifier les similitudes entre différentes PS et à déterminer leur interchangeabilité.
Caractéristiques des Polysiloxanes: _______________, ______________, _______________.
- Gamme de température étendue, (350°C pour une substitution méthylée, 260°C pour une substitution cyanopropyle);
- Grande flexibilité du squelette et donc grande perméabilité aux solutés;
- Grand variété des chaines latérales et donc gamme de polarité intéressante.
Principales phases stationnaires: _________________, _________________.
Polysiloxanes;
Polyéthylène glycol.
Caractéristiques du Polyéthylène glycol: ___________, ___________, ___________, ____________.
- Moins stable;
- Moins robuste;
- Plage de température plus faible (60°C à 240°C);
- Très sensibles à la présence d’O2, nécessitant une purification du gaz vecteur.
Exemples de colonnes en Chromatographie en Phase Gazeuse (CGL) en fonction des PS: _____________, ___________, ____________, _____________.
- SolGel-1ms™ : Diméthyl polysiloxane (apolaire, Σ₅ = 220);
- BP5 : 5% phényl / 95% diméthyl polysiloxane (très moyennement polaire, Σ₅ = 337);
- BP10 (1701) : 14% cyanopropylphényl polysiloxane (moyennement polaire, Σ₅ = 789);
- BP20 (WAX) : Polyéthylène glycol (polaire, Σ₅ = 2308).
Dans les colonnes remplies, la PS est _______________.
adsorbée sur un support particulaire.
Colonnes remplies
Augmentation de la vitesse linéaire du gaz vecteur (u↑) entraîne une _________ du diamètre des particules (dp↓).
diminution
Colonnes remplies
Il n’est pas possible de réduire trop le diamètre des particules (≈ ___ μm).
150
Colonnes remplies
Perte de pression (AP↓) _____________.
non négligeable
Colonnes remplies
Chute de pression (ΔΡ) en fonction de la ________________.
température (T)
Colonnes remplies
Nombre de plateaux théoriques par mètre (N/m) ≈ _____.
2000
Colonnes remplies
Longueur de la colonne (L) ≈ _m pour une perte de pression d’environ ____.
2;
2.3 bars.
La _______________ est un concept clé en chromatographie qui décrit comment la performance d’une colonne chromatographique varie en fonction de la vitesse du flux du mobile.
courbe de Van Deemter
La courbe de Van Deemter est représentée par la formule : ____________________.
H = A + B/µ + (Cg + Cl) µ
H: hauteur équivalente de la bande (hauteur de la colonne, représentant la largeur de la bande du soluté sur la colonne);
µ: vitesse du flux du mobile (ou vitesse de l’élution);
A: Terme d’axial dispersion;
B/µ: Termes de diffusion longitudinale;
C*µ: Termes de vitesse.
Courbe de Van Deemter
A est la la dispersion axiale causée par la ________________________.
diffusion des molécules dans la colonne
Courbe de Van Deemter
A dépend du flux de la phase mobile. (V/F)
F: Indépendant
Courbe de Van Deemter
B/µ dépend de la ____________et représente la ____________________.
vitesse du flux;
diffusion des molécules le long de la colonne.
Courbe de Van Deemter
À faible vitesse de flux, la diffusion des molécules le long de la colonne est _____________.
plus prononcée
Cµ représente les effets de vitesse, tels que les ___________ dues à la________________ dans la colonne.
pertes de temps;
résistance à l’écoulement du mobile.
À des vitesses de flux élevées, Cµ _____________.
augmente
Types de colonnes capillaires: ________________, _______________, ________________.
- Adsorbant solide recouvrant la paroi interne (PLOT);
- Liquide immobilisé sur la paroi capillaire (OT, WCOT, COT, Colonnes de Golay);
- Liquide impregnant de fines particules adhérant à la paroi (SCOT).
Structure des colonnes capillaires de Golay : _____________________+__________________.
Tube en silice fondue;
Revêtement extérieur en polyimide.
Colonnes Capillaires de Golay
Le Revêtement extérieur en polyimide fournit une ______________________, notamment ____________________.
protection mécanique, notamment une meilleure résistance à la torsion.
Colonnes Capillaires de Golay
Une Désactivation de la silice permet de réduire l’_____________________, et ainsi _________________ et __________________.
Adsorption des analytes sur la surface interne de la colonne;
Améliorer la mouillabilité par la PS apolaire;
Éviter les phénomènes de surface indésirables.
Colonnes Capillaires de Golay
Le Greffage avec les polysiloxanes (PS) est possible grâce aux __________ présents sur la surface de la silice.
groupes silanols
Colonnes Capillaires de Golay
Réticulation et polymérisation in situ est utilisée pour augmenter la _______ et la ____________ des phases stationnaires (PS).
viscosité;
stabilité.
Colonnes Capillaires de Golay
La longueur de la colonne influence ________, ________ et __________.
- Efficacité;
- Temps d’analyse;
- Pression du gaz vecteur.
Classification des longueurs de colonnes capillaires de Golay:
______________________________, ____________________, __________________.
- 25 m - 30 m (plus courantes);
- 10 m - 15 m pour analyser les mélanges contenant peu de solutés faciles à séparer;
- 50 m - 60 m pour analyser des mélanges complexes.
Plus le mélange est complexe, plus la longueur de la colonne capillaire de Golay doit être ____________.
augmentée
Colonnes Capillaires de Golay
L’efficacité (N) est inversement proportionnelle à la longueur de la colonne (Lc). (V/F)
F: proportionnelle
Colonnes Capillaires de Golay
En analyse isotherme, la rétention des solutés est ___________ à Lc.
proportionnelle;
Colonnes Capillaires de Golay
En analyse en programmation de température, la rétention est réduite de __ à __% par rapport à une analyse isotherme, ce qui permet un temps d’analyse plus court tout en maintenant une séparation acceptable.
30%-50%;
Colonnes Capillaires de Golay
La pression à appliquer dépend de: ____________, ____________, ______________.
La longueur de la colonne (Lc);
Le diamètre interne de la colonne (di);
Le débit du gaz vecteur (GV).
Colonnes Capillaires de Golay
Le bleeding _______________ avec la longueur de la colonne.
augmente modérément
Diamètres internes des colonnes capillaires de Golay: ___________, __________, __________.
0.53/0.75 mm.
0.25/0.32 mm;
0.05/0.1 mm (Microcapillaires);
Colonnes Capillaires de Golay
Le diamètre interne le plus courant ___________ car il représente un bon compromis entre efficacité, quantité d’échantillon, et facilité d’emploi.
0.25/0.32 mm
Colonnes Capillaires de Golay
Les microcapillaires (0.05/0.1 mm) se caractérisent par: __________, __________, ____________.
Grande efficacité.
Analyse rapide.
Idéales pour le couplage avec la spectrométrie de masse (SM).
Colonnes Capillaires de Golay
Les capillaires à diamètre 0.53/0.75 mm se caractérisent par: ___________, ____________, _______________.
Permet un débit de gaz vecteur (GV) élevé;
Adaptée à l’injection on-column avec une seringue classique;
Utilisée pour des techniques comme le headspace.
Colonnes Capillaires de Golay
L’efficacité est ______________ au diamètre interne (di).
inversement proportionnelle
Colonnes Capillaires de Golay
La rétention est __________________ au diamètre interne.
Inversement proportionnelle
Colonnes Capillaires de Golay
La rétention varie de __ à __% de la valeur isotherme en programmation de température.
30%-50%
Colonnes Capillaires de Golay
Une réduction du diamètre interne ________________ la pression.
augmente significativement (1/di^2)
Colonnes Capillaires de Golay
Le débit du gaz vecteur __________ quand le diamètre interne (di) augmente à pression constante (AP).
augmente
Colonnes Capillaires de Golay
Di = 0.53 mm est utilisé pour des techniques nécessitant un débit ________de gaz vecteur, telles que le ________ ou le __________.
plus élevé;
headspace statique;
Purge and Trap.
Colonnes Capillaires de Golay
Di = 0.1 mm est utilisé pour les analyses de chromatographie en phase gazeuse ___________________________.
couplées à la spectrométrie de masse (GC/MS)
Colonnes Capillaires de Golay
La quantité d’échantillon dépend de la capacité de la colonne qui ________ avec di, mais aussi de la _____________, du ____________ et de _______________.
augmente;
phase stationnaire (PS);
soluté;
film de PS.
Colonnes Capillaires de Golay
La rétention des analytes est _______________à l’épaisseur de la phase stationnaire (ef).
proportionnelle
Colonnes Capillaires de Golay
Pour les produits très volatils, il est préférable de __________ ef afin de ________la rétention, à l’inverse des produits lourds ou peu volatils.
diminuer;
réduire.
Colonnes Capillaires de Golay
Augmenter l’épaisseur de la phase stationnaire améliore la ______________ et augmente la capacité de la colonne. Cela réduit _____________ et diminue les risques de __________.
résolution du premier pic;
l’élargissement des pics;
co-élution.
Colonnes Capillaires de Golay
Une plus grande épaisseur de ef entraîne une augmentation du __________, ce qui réduit la _______________ d’utilisation de la colonne.
bleeding;
température maximale
Colonnes Capillaires de Golay
Une plus grande épaisseur de phase stationnaire (augmente/diminue) l’inertie de la colonne.
augmente
Colonnes Capillaires de Golay
Une augmentation d’inertie de la colonne:_________________, ce qui se traduit par des ________________, particulièrement pour les ______________.
protège les solutés des interactions avec la paroi du tube;
pics plus symétriques;
solutés polaires.
Les colonnes capillaires ne sont pas dotées de support particulaire. (V/F)
V
Equation de Van Deemter ou équation de Golay dans le cas des capillaires de Golay: __________________.
H = B/µ + (Cg + Cl)µ
B: Diffusion longitudinale;
C: Résistance au transfert de la matière.
Equation de Golay H = B/µ + (Cg + Cl)µ*
B est proportionnelle au _______.
Coefficient de diffusion du soluté dans la PM (Dg).
C_G : Terme lié à la résistance au transfert de matière dans la ______________.
phase mobile (PM)
Cg est __________ à di^2, inversement proportionnelle à _________et dépend de _____________.
proportionnelle;
Dg;
rétention.
Cl: Terme lié à la résistance au transfert de matière dans la _________________.
phase stationnaire (PS).
Cl est proportionnelle à _______, inversement proportionnelle à _____ et dépend de la ___________.
ef^2;
Dl;
rétention.
La paroi interne du tube de silice des colonnes PLOT est recouverte d’une ______________.
couche d’adsorbant
Les adsorbants utilisés pour les colonnes PLOT: __________, _________, _________, ___________.
Alumine;
Tamis moléculaires de carbone;
Tamis moléculaire (zéolite);
Polymères organiques poreux.
Applications des colonnes PLOT: ______________ et _____________.
Gaz permanents
Hydrocarbures légers (nC < 12) et solvants (T° < 200°C).
Avantages des colonnes PLOT: _________________, ________________.
- Meilleure efficacité et perméabilité;
- Analyses plus rapides.
Les colonnes capillaires métalliques sont faites en ____________.
acier inoxydable
La surface interne des colonnes métalliques est traitée pour offrir une _____ comparable à celle de la silice fondue désactivée.
inertie
Le traitement des colonnes métalliques n’est pas un simple revêtement, mais pénètre à l’intérieur de l’____________, garantissant ainsi une meilleure stabilité et performance.
acier inoxydable
Avantages des colonnes métalliques: ____________________________.
Permet l’utilisation de colonnes avec des diamètres internes réduits tout en maintenant la robustesse.
Après 100 cycles à 430°C, les colonnes métalliques conservent leurs propriétés de séparation mieux que les ______________________.
colonnes en silice fondue.
Les colonnes de garde sont généralement des tubes capillaires en ___________, souvent sans ________________.
silice fondue désactivée;
phase stationnaire (PS).
En pratique, les colonnes de garde mesurent généralement moins de ___. Cependant, elles peuvent atteindre jusqu’à ___si l’échantillon est particulièrement sale.
5m;
10m.
Configuration Colonne de Garde
Une ________ est raccordée à une colonne analytique pour former un système complet. Il est également possible d’utiliser une ___________, telle que le modèle ____________, qui est un tube continu.
précolonne;
précolonne intégrée;
« Integra-Guard ».
Le rôle principal des colonnes de garde est de _________________________.
protéger la colonne analytique contre l’accumulation de produits non volatils
Les colonnes de garde sont particulièrement utiles pour l’analyse d’échantillons pouvant contenir des __________ et sont également adaptées pour les ____________, où elles aident à maintenir les performances de la colonne analytique.
produits lourds;
injections on-column;
En CPG, en général, les colonnes contenant la phase stationnaire peuvent être de différents types : _____________, _____________, _______________.
Colonne capillaire de silice fondue : La paroi est recouverte par la phase stationnaire;
Colonne remplie de particules inertes : Les particules sont imprégnées avec la phase stationnaire;
Colonne remplie d’une phase stationnaire solide : La phase stationnaire est en forme solide dans la colonne.
Les colonnes capillaires ont un diamètre intérieur (Ø) variant de ___ mm à ___mm et une longueur allant de___ à ___.
0,1-0.53 mm;
5m -60m.
Dans les colonnes capillaires, la PS peut être chimiquement liée à la paroi sous la forme d’un ___dont l’épaisseur varie de __μm à __μm.
film;
0.1 µm - 5 µm.
Les colonnes remplies sont en ____ ou en ____ avec généralement une longueur de __ à __ et un diamètre intérieur (Ø) de ___ à ___.
verre ou métal;
1m-3m;
2 mm à 4 mm.
Colonnes remplies
Les phases stationnaires se composent généralement de __________ou de _________________.
polymères poreux ;
supports solides imprégnés d’une phase liquide.
Les supports utilisés pour analyser les composés polaires sur des colonnes remplies avec une phase stationnaire faiblement polaire doivent être inertes pour éviter le phénomène de ______________.
traînée des pics
La réactivité du matériau peut être réduite par __________avant le dépôt de la phase liquide.
silanisation
Colonne remplies - composé polaires avec PS faiblement polaire
On utilise fréquemment de la ___________________
terre d’infusoire calcinée et lavée à l’acide.
Colonne remplies - composé polaires avec PS faiblement polaire
Les matériaux existent dans différentes granulométries, les plus couramment utilisées étant les intervalles de _______ μm et _______ μm.
150-180;
125-150.
La dérivatisation est utilisée pour les composés ____________, ____________, ____________.
non ou peu volatils (produits ionisés);
thermolabiles (stéroïdes);
Polaires (sucres, acides, dérivés OH).
L’utilisation de la dérivatisation en CPG vise à___________, ___________ et _____________.
Amélioration de la Séparation;
Augmentation de la Sensibilité;
Amélioration de la Spécificité de la Détection (+++ECD).
Techniques principales de dérivatisation: ____________, ___________, ____________.
Silylation;
Alcoylation;
Acylation.
La dérivatisation se fait par ________________.
remplacement d’un H mobile
Les types de produits issus de dérivatisation: _______, ________, _______…etc
Esters, amides, éthers.
Ordre de réactivité des composés suivants lors de la dérivatisation: Alcool, amides, phénols, amines, acides.
Alcools > Phénols > Acides > Amines > Amides
Pour la silylation, les réactifs utilisés incluent les _________________ dont ___________ et ________________.
dérivés du triméthylsilane (TMS):
Triméthyl chloro silane (TMCS);
Héxaméthyl disilazane (HMDS).
Lors de l’alcoylation, les réactifs comprennent : ____________, ___________, _____________.
Sulfate de méthyle (CH₃)₂SO₄.
Iodure de méthyle (CH₃I).
Diazométhane (CH₂=N₂).
Pour l’acylation, les réactifs utilisés sont les ____________, notamment : _______________ et __________________.
chlorures d’acides;
Chlorure d’acétyle (CH₃COCl).
Monochloroacétyle (ClCH₂COCl).
Applications de la CPG: ____________, ___________, ____________, ____________, _______________.
- Alcoolémies;
- Analyse de triglycérides;
- Analyse d’hydrocarbures;
- Analyse de pesticides organophosphorés;
- Analyse de solvants résiduels dans les produits pharmaceutiques.
