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).