6 • Chromatographie en phase supercritique
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Suivant le choix de la température et de la pression, le comportement d’un fluide supercritique ressemble tantôt à celui d’un gaz dense, tantôt à celui d’un liquide (fig. 6.1).
solide
liquide
domaine sub-critique 1
(P>Pc et T
(P>Pc et T>Tc)
domaine sub-critique 2
(PTc)
domaine critique
(P=Pc et T=Tc)
point critique
température °C
point triple
gaz dense
pression (MPa)
C
30
10
5
0
T
domaine pratique
d'utilisation
gaz
-78
- 60
-40
-20
0
(-57°/ 0,52MPa)
(+31°/ 7,4MPa)
20
40
60
80
Figure 6.1 Diagramme d’équilibre de phase pression/température du dioxyde de carbone
Il existe pour chaque corps pur une relation entre les trois variables pression P, volume V et température T connue sous le nom d’équation d’état. Le diagramme
ci-dessus est la projection (P/T) pour CO 2 . Le point critique est situé à 31 ◦ C et
7,4 MPa (1 MPa = 10 6 Pa, soit 10 bars). Il est possible de passer de l’état liquide à
l’état gazeux en contournant le point critique, donc sans discontinuité de phase.
Le dioxyde de carbone à l’état de phase supercritique permet l’extraction, à l’échelle du
laboratoire, de certains échantillons, ce qui permet de séparer de la matrice les analytes qui
sont peu stables. Il a également beaucoup d’applications possibles dans l’industrie qui vont
des extractions de produits alimentaires (décaféination, récupération d’arômes et d’épices,
élimination de graisses) jusqu’au pressing pour le nettoyage à sec des vêtements. Ce fluide
particulier peut être éliminé à basse température sans laisser de résidu toxique, mais l’emploi
de pressions élevées alliées à de grands volumes rend ces installations d’extraction potentiellement dangereuses.
6.2 LES PHASES SUPERCRITIQUES COMME PHASE MOBILE
Le dioxyde de carbone à l’état supercritique est le composé le plus utilisé parce que son
point critique a pour coordonnées T C = 31
◦ C et P C = 7 400 kPa (fig. 6.1). Si la pression
et la température sont toutes deux supérieures, on passe dans le domaine de l’état supercritique, dans des conditions qui techniquement sont assez faciles d’accès. De plus ce composé
est peu toxique, ininflammable, sans odeur et non corrosif.
On utilise également, quoique plus rarement, le monoxyde de diazote
N 2 O, T C = 36
◦ C, P C = 7 100 kPa,
ou l’ammoniac
NH 3 , T C = 132
◦ C, P C = 11 500 kPa.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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Suivant le choix de la température et de la pression, le comportement d’un fluide supercritique ressemble tantôt à celui d’un gaz dense, tantôt à celui d’un liquide (fig. 6.1).
solide
liquide
domaine sub-critique 1
(P>Pc et T
(P>Pc et T>Tc)
domaine sub-critique 2
(P
domaine critique
(P=Pc et T=Tc)
point critique
température °C
point triple
gaz dense
pression (MPa)
C
30
10
5
0
T
domaine pratique
d'utilisation
gaz
-78
- 60
-40
-20
0
(-57°/ 0,52MPa)
(+31°/ 7,4MPa)
20
40
60
80
Figure 6.1 Diagramme d’équilibre de phase pression/température du dioxyde de carbone
Il existe pour chaque corps pur une relation entre les trois variables pression P, volume V et température T connue sous le nom d’équation d’état. Le diagramme
ci-dessus est la projection (P/T) pour CO 2 . Le point critique est situé à 31 ◦ C et
7,4 MPa (1 MPa = 10 6 Pa, soit 10 bars). Il est possible de passer de l’état liquide à
l’état gazeux en contournant le point critique, donc sans discontinuité de phase.
Le dioxyde de carbone à l’état de phase supercritique permet l’extraction, à l’échelle du
laboratoire, de certains échantillons, ce qui permet de séparer de la matrice les analytes qui
sont peu stables. Il a également beaucoup d’applications possibles dans l’industrie qui vont
des extractions de produits alimentaires (décaféination, récupération d’arômes et d’épices,
élimination de graisses) jusqu’au pressing pour le nettoyage à sec des vêtements. Ce fluide
particulier peut être éliminé à basse température sans laisser de résidu toxique, mais l’emploi
de pressions élevées alliées à de grands volumes rend ces installations d’extraction potentiellement dangereuses.
6.2 LES PHASES SUPERCRITIQUES COMME PHASE MOBILE
Le dioxyde de carbone à l’état supercritique est le composé le plus utilisé parce que son
point critique a pour coordonnées T C = 31
◦ C et P C = 7 400 kPa (fig. 6.1). Si la pression
et la température sont toutes deux supérieures, on passe dans le domaine de l’état supercritique, dans des conditions qui techniquement sont assez faciles d’accès. De plus ce composé
est peu toxique, ininflammable, sans odeur et non corrosif.
On utilise également, quoique plus rarement, le monoxyde de diazote
N 2 O, T C = 36
◦ C, P C = 7 100 kPa,
ou l’ammoniac
NH 3 , T C = 132
◦ C, P C = 11 500 kPa.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit