90
Partie 1 • Méthodes séparatives
Lorsqu’un anion A
− , apporté par l’échantillon, est entraîné par l’éluant, une suite d’équilibres réversibles se produit, régis par une équation d’échange qui détermine sa répartition
entre les deux phases, mobile (PM) et stationnaire (PS). Le sens 1 correspond à la fixation
de l’anion A
− sur la PS et le sens 2 à son retour dans la PM, donc à sa progression dans la
colonne.
A
−
PM + [HCO 3 ]
−
PS
1− −− →
← −− −2
[HCO 3 ]
−
PM + A
−
PS
A
−
PS
·
(HCO 3 )
−
PM
A
−
PM
·
(HCO 3 )
−
PS
= Cste
(4.1)
Cet équilibre représente la sélectivité a entre les deux anions vis-à-vis du cation de la
phase stationnaire.
À partir d’une colonne de type cationique, on peut décrire une situation calquée sur la
précédente (PS correspond par ex. à une phase de type Polym-SO 3 H fortement acide) :
M
+
PM + H
+
PS
1− −− →
← −− −2 M
+
PS + M
+
PM
Ce phénomène d’échange qui permet de retenir les espèces polaires sur la résine est connu
sous le nom d’extraction en phase solide (fig. 4.3). Si l’échantillon contient deux ions X et
Y et si K Y > K X , Y est plus retenu par la colonne que X.
min
0
10
30
40
50
60
20
2
4
6
8
1 0
détection conductimétrique directe
éluant : acide perchlorique 1,5 mmol/L
1 - acide tartrique
2 - acide malique
3 - acide citrique
4 - acide lactique
5 - acide acétique
6 - acide succinique
C = 4 mg/L
7,5 "
7,5 "
10 "
25 "
40 "
10 S/cm
-6
1 2
3 4
5
6
Figure 4.3 Séparation de quelques acides organiques avec une colonne cationique.
4.2 PHASES STATIONNAIRES
Les phases stationnaires doivent satisfaire aux impératifs de distribution granulométrique
étroite (monodisperse), de grande surface spécifique, de résistance mécanique, de bonne
tenue aux pH acides ou basiques et assurer un transfert rapide des ions.
4.2.1 Copolymères de synthèse
Les phases stationnaires les plus connues sont obtenues par copolymérisation styrène/divinylbenzène afin d’obtenir des phases réticulées, résistantes à l’écrasement. Elles se présentent sous forme de particules sphériques d’un diamètre de quelques micromètres
(fig. 4.4). Ces particules sont ensuite greffées pour en faire des polyanions ou polycations.
Partie 1 • Méthodes séparatives
Lorsqu’un anion A
− , apporté par l’échantillon, est entraîné par l’éluant, une suite d’équilibres réversibles se produit, régis par une équation d’échange qui détermine sa répartition
entre les deux phases, mobile (PM) et stationnaire (PS). Le sens 1 correspond à la fixation
de l’anion A
− sur la PS et le sens 2 à son retour dans la PM, donc à sa progression dans la
colonne.
A
−
PM + [HCO 3 ]
−
PS
1− −− →
← −− −2
[HCO 3 ]
−
PM + A
−
PS
A
−
PS
·
(HCO 3 )
−
PM
A
−
PM
·
(HCO 3 )
−
PS
= Cste
(4.1)
Cet équilibre représente la sélectivité a entre les deux anions vis-à-vis du cation de la
phase stationnaire.
À partir d’une colonne de type cationique, on peut décrire une situation calquée sur la
précédente (PS correspond par ex. à une phase de type Polym-SO 3 H fortement acide) :
M
+
PM + H
+
PS
1− −− →
← −− −2 M
+
PS + M
+
PM
Ce phénomène d’échange qui permet de retenir les espèces polaires sur la résine est connu
sous le nom d’extraction en phase solide (fig. 4.3). Si l’échantillon contient deux ions X et
Y et si K Y > K X , Y est plus retenu par la colonne que X.
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0
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40
50
60
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2
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1 0
détection conductimétrique directe
éluant : acide perchlorique 1,5 mmol/L
1 - acide tartrique
2 - acide malique
3 - acide citrique
4 - acide lactique
5 - acide acétique
6 - acide succinique
C = 4 mg/L
7,5 "
7,5 "
10 "
25 "
40 "
10 S/cm
-6
1 2
3 4
5
6
Figure 4.3 Séparation de quelques acides organiques avec une colonne cationique.
4.2 PHASES STATIONNAIRES
Les phases stationnaires doivent satisfaire aux impératifs de distribution granulométrique
étroite (monodisperse), de grande surface spécifique, de résistance mécanique, de bonne
tenue aux pH acides ou basiques et assurer un transfert rapide des ions.
4.2.1 Copolymères de synthèse
Les phases stationnaires les plus connues sont obtenues par copolymérisation styrène/divinylbenzène afin d’obtenir des phases réticulées, résistantes à l’écrasement. Elles se présentent sous forme de particules sphériques d’un diamètre de quelques micromètres
(fig. 4.4). Ces particules sont ensuite greffées pour en faire des polyanions ou polycations.