110
Partie 1 • Méthodes séparatives
La densité et par suite le pouvoir de solvatation des fluides supercritiques varient avec la
pression à laquelle ils sont soumis. Par conséquent, en faisant un gradient de pression en
SFC, l’effet est comparable à un gradient de concentration en CLHP, ou à un gradient de
température en CPG. Si le chromatographe utilisé permet de réaliser un double gradient de
température et de pression, allié à l’ajout d’un modifiant (qui déplace les coordonnées du
point critique), il devient possible d’agir de manière très fine sur les facteurs de rétention
des analytes, donc sur les sélectivités a (fig. 6.2).
À 16 000 kPa et 60
◦ C, le dioxyde de carbone a une masse volumique de 0,7 g/mL
(fig. 6.2), d’où l’expression de « gaz dense », pour exprimer le fait qu’il ne s’agit plus
d’un gaz classique. Sa polarité est alors proche de celle du toluène. Par suite de cette faible
polarité, on lui ajoute assez souvent un modifiant polaire appelé entraîneur, tel le méthanol,
l’acide formique ou l’acétonitrile.
5 10
30 40 50
20
0
0.5
P (MPa)
P (MPa)
1
40 °C
70 °C
100 °C
150 °C
k
4
3
2
1
0 0
10
15
20
25
1
2
3
d (g/cm )
3
Figure 6.2 Densité du dioxyde de carbone en fonction de la pression pour quatre
températures différentes.
Au point critique, la densité de CO 2 est de 0,46 g/cm
3 . À droite, variation du facteur
de rétention k pour trois alcaloïdes, dans des conditions identiques, excepté la pression
fixée en aval de la colonne par le restricteur (T = 40 ◦ C, modifiant 5 % eau et 15 %
méthanol ; 1 : codéine, 2 : thébaïne et 3 : papavérine). Plus la pression augmente, plus
k diminue.
6.3 INSTRUMENTATION EN SFC
Les installations de chromatographie en phase supercritique (SFC pour Supercritical Fluid
Chromatography) sont des montages hybrides de CPG et de CLHP (fig. 6.3 et 6.7). Pour
assurer le débit du fluide supercritique on utilise une pompe à seringue ou une pompe à
piston dont le corps de pompe est maintenu au-dessous de la température critique à l’aide
d’un cryostat réglé vers 0
◦ C. Dans le cas où un modifiant est ajouté, on utilise soit une
seconde pompe, soit une pompe tandem comportant deux chambres, l’une pour le fluide
supercritique et l’autre pour le modifiant. Le liquide passe ensuite dans un serpentin chauffé
pour élever sa température au-dessus du point critique afin de le transformer en fluide supercritique.
Un appareillage de SFC comporte également un système de contre-pression régulateur
pour maintenir la phase mobile à l’état supercritique depuis la pompe jusqu’à l’extrémité de
Partie 1 • Méthodes séparatives
La densité et par suite le pouvoir de solvatation des fluides supercritiques varient avec la
pression à laquelle ils sont soumis. Par conséquent, en faisant un gradient de pression en
SFC, l’effet est comparable à un gradient de concentration en CLHP, ou à un gradient de
température en CPG. Si le chromatographe utilisé permet de réaliser un double gradient de
température et de pression, allié à l’ajout d’un modifiant (qui déplace les coordonnées du
point critique), il devient possible d’agir de manière très fine sur les facteurs de rétention
des analytes, donc sur les sélectivités a (fig. 6.2).
À 16 000 kPa et 60
◦ C, le dioxyde de carbone a une masse volumique de 0,7 g/mL
(fig. 6.2), d’où l’expression de « gaz dense », pour exprimer le fait qu’il ne s’agit plus
d’un gaz classique. Sa polarité est alors proche de celle du toluène. Par suite de cette faible
polarité, on lui ajoute assez souvent un modifiant polaire appelé entraîneur, tel le méthanol,
l’acide formique ou l’acétonitrile.
5 10
30 40 50
20
0
0.5
P (MPa)
P (MPa)
1
40 °C
70 °C
100 °C
150 °C
k
4
3
2
1
0 0
10
15
20
25
1
2
3
d (g/cm )
3
Figure 6.2 Densité du dioxyde de carbone en fonction de la pression pour quatre
températures différentes.
Au point critique, la densité de CO 2 est de 0,46 g/cm
3 . À droite, variation du facteur
de rétention k pour trois alcaloïdes, dans des conditions identiques, excepté la pression
fixée en aval de la colonne par le restricteur (T = 40 ◦ C, modifiant 5 % eau et 15 %
méthanol ; 1 : codéine, 2 : thébaïne et 3 : papavérine). Plus la pression augmente, plus
k diminue.
6.3 INSTRUMENTATION EN SFC
Les installations de chromatographie en phase supercritique (SFC pour Supercritical Fluid
Chromatography) sont des montages hybrides de CPG et de CLHP (fig. 6.3 et 6.7). Pour
assurer le débit du fluide supercritique on utilise une pompe à seringue ou une pompe à
piston dont le corps de pompe est maintenu au-dessous de la température critique à l’aide
d’un cryostat réglé vers 0
◦ C. Dans le cas où un modifiant est ajouté, on utilise soit une
seconde pompe, soit une pompe tandem comportant deux chambres, l’une pour le fluide
supercritique et l’autre pour le modifiant. Le liquide passe ensuite dans un serpentin chauffé
pour élever sa température au-dessus du point critique afin de le transformer en fluide supercritique.
Un appareillage de SFC comporte également un système de contre-pression régulateur
pour maintenir la phase mobile à l’état supercritique depuis la pompe jusqu’à l’extrémité de