can 201 techniques de séparation préparatoires partie i 1

Exercices CAN 201

Techniques de séparation préparatoires

1

Partie I

1. Quelle est la différence entre une séparation préparatoire et une séparation analytique? Donnez un exemple

de chaque technique.

2. Peut‐on séparer par centrifugation des composantes d’une solution ayant la même densité que le solvant?

Expliquez.

3. Les suspensions de Percoll (particules de silice colloïdale enrobées du polymère polyvinylpirrolidone)

forment un gradient de densité lorsqu’elles sont centrifugées. En vous servant de la loi de Stokes, expliquer

pourquoi les suspensions de Percoll sont utilisées pour séparer les constituants d’un échantillon en fonction

de leurs densités.

Figure 1. Séparation des constituants d’un échantillon (billes de différente taille sur la figure ci‐dessus) en

fonction de leurs densités avec une solution de Percoll.

4. Quelle serait la façon la plus sélective de précipiter le Ni présent dans une solution contenant d’autres

métaux? Et Pb?

5. Une méthode d’analyse de terres rares (yttrium, lanthane, ytterbium) dans les cheveux humains a été

développée par Y. Ming, L. Bing [Spectrochimica Acta Part B (1998), 53 : 1447‐1454]. Voici un extrait de la

préparation des échantillons :

…Une portion de 0.5 g de l'échantillon a été pesée dans un bécher et humidifiée avec de l’eau. Ensuite,

10 mL de HNO3 et 2 mL de HClO4 ont été ajoutés séquentiellement. Après avoir laissé reposer pendant

une nuit, l'échantillon a été évaporé à presque à sec sur une plaque chauffante à 200 C. Le résidu restant a été dilué avec 0.5 mL de HNO3 concentré et un peu d’eau puis chauffé doucement environ 5 min jusqu'à

ce que la solution soit devenue claire. Cette solution est ensuite transférée dans une fiole jaugée de 10

mL et dilué à la marque…

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Les échantillons ont été analysés et les résultats ont démontré que les concentrations en terres rares

dans les cheveux étaient [Y]=7.31 ± 0.35 ng g‐1, [La]=13.00 ± 0.18 ng g‐1 et [Yb]=0.79 ± 0. 04 ng g‐1.

a. De quelle technique préparatoire s’agit‐il?

b. Quel est le rôle de HNO3 et HClO4?

c. Étant donné que concentrations des terres rares dans les échantillons étaient entre 0.79 et 13.00

ng g‐1, quel grade de pureté de HNO3 devrait‐on utiliser? Consultez les spécifications des grades

suivants dans le site http://emdmillipore.com

Grade ACS : chercher le code de produit NX0409

Grade Trace : chercher le code de produit NX0407

Grade Trace Ultra: chercher le code de produit NX0408

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Partie II

1. Les groupements fonctionnels suivants se trouvent dans les résines échangeuses d’ions commerciales :

Dowex-1 Dowex-50

Amberlite IRC-50S

Sephadex-QAE A-25

a. Classer ces résines selon le type d’échange ionique

b. Identifier le contre‐ion et l’ion fixé

c. Quel ion est échangé lors d’un échange ionique dans chaque cas?

d. Quelles résines pourraient être utilisées pour séparer Ag+? Et I‐?

2. Les résines macroporeuses à base de styrène divinylbenzène (Q= PSDVB) fonctionnalisées avec l’acide

sulfonique (SO3H) peuvent être utilisées pour séparer l’uranium provenant des minerais à faible teneur en

uranium.

Après digestion acide oxydante, une solution d’acide nitrique est utilisée pour dissoudre l’uranium. Dans

ces conditions l’uranium se trouve sous la forme UO2(NO3)2(aq) (nitrate d’uranyle).

a. Donner la réaction d’échange ionique à l’équilibre. b. Quel type de résine est PSDVB‐SO3H? c. Identifier l’ion fixé, le contre‐ion et l’ion soluté d. Donner l’équation de la constante d’équilibre e. La constante de distribution KD pour la résine PSDVB‐SO3H est de 12.5, tandis que celle d’une

résine PSDVB‐HPO2H est de 174.0. Quelle résine permet une meilleure séparation de UO22+

(uranyle)? Expliquer. f. Si la capacité ionique de la résine PSDVB‐HPO2H est de 1.5 meq/g, quelle est la quantité maximale

de UO22+ (uranyle) en grammes qui peut être séparée en utilisant 100 g de cette résine? Masse

molaire atomique (g/mol): U=238.03, O=15.99.

3. Le contenu du métal alcalino‐terreux strontium (Sr) dans l’émail des dents est utilisé en archéologie pour étudier les migrations et les déplacements des humains préhistoriques ou historiques. Récemment, l’analyse des isotopes 87Sr et 86Sr a été effectuée sur deux dents d’un squelette découvert en 2012 et qui a été identifié

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comme celui de Richard III, roi d’Angleterre entre 1483 et 1485 [Lamb et al. (2014) Journal of Archaeological Science 50 : 559‐565]. Ces analyses ont permis de confirmer que le contenu en Sr présent dans les dents de ce squelette concorde avec celui d’une personne ayant vécu durant son enfance dans l’ouest de l’Angleterre, comme Richard III. Voici un résumé de la méthode d’analyse de Sr dans l’émail des dents :

La surface de l'émail disponible sur chaque dent a été abrasée à une profondeur de > 100

m en utilisant une fraise dentaire. Des tranches minces d’émail ont été ensuite coupées puis lavées dans l'acétone de haute pureté pour enlever les lipides et nettoyées par ultrasons dans l'eau de haute pureté. Les échantillons ont été ensuite pesés et placés dans des béchers en Téflon et dissous avec 8 M HNO3. Le strontium a été collecté avec des résines Dowex. La concentration de 87Sr et 86Sr a été ensuite déterminée par spectrométrie de masse atomique.

a. Identifiez deux techniques de séparation utilisées pour l’analyse des métaux dans ce

protocole et expliquez‐les brièvement. b. Quel type de résine est Dowex (anionique, cationique) en sachant que le Sr en solution acide

forme des ions Sr(II)? Expliquez. c. Expliquez brièvement le fonctionnement d’un instrument de spectrométrie de masse atomique. d. Parmi les grades de HNO3 suivants, lequel serait le plus adéquat pour cette expérience ?

Expliquez votre choix. Tableau 1. Concentrations des métaux dans HNO3 70% chez Sigma‐Aldrich.

Élément ACS reagent

(g/kg) Trace grade

(g/kg) Ultra-trace grade

(g/kg) Arsenic ≤ 10 ≤ 0.5 ≤ 0.1 Fer ≤ 200 ≤ 5 ≤ 0.1

Mercure ? ≤ 0.5 ≤ 0.5 Cadmium ? ≤ 0.5 ≤ 0.01 Strontium ? ≤ 0.5 ≤ 0.01 Plomb ≤ 200 ≤ 0.5 ≤ 0.01

4. Le plutonium (Pu) est un radionucléide qui doit être mesuré dans l’environnement à cause de sa toxicité. La

plupart du Pu dans la croûte terrestre est causé par les tests nucléaires et le ratio isotopique 240Pu/239Pu peut être utilisé comme indicateur de source contamination. En effet, la moyenne mondiale du ratio 240Pu/239Pu est de 0.180 ± 0.007 tandis que celle d’un échantillon de sol provenant de Fukushima au Japon après l’accident de 2011 est de 0.330 ± 0.007. En 2001, Muramatsu et al. ont publié une étude sur la mesure du ratio 240Pu/239Pu dans les sols des îles Marshall. Voici un résumé de la méthode employée par les auteurs :

Les échantillons de sol (1‐10 g) récoltés ont été digérés durant 5 h avec HNO3 8 M à 180‐

200 C à l’aide d’une plaque chauffante. Le surnageant est filtré et cette solution est réchauffée et redissoute dans HNO3 et l’eau pour ajuster la concentration de HNO3 à 8

M. Le Pu en solution HNO3 à 8 M est transformé en Pu (IV) sous la forme de [Pu(NO3)6]2‐

en ajoutant NaNO2. La solution de [Pu(NO3)6]2‐ dans HNO3 8 M est ensuite introduite dans

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une colonne d’échange ionique contenant 2 mL de la résine Dowex 1X8. La résine est

lavée avec 40 mL de HNO3 8 M et ensuite 40 mL de HCl 10 M. Le Pu(IV) est élué de la

colonne en utilisant 40 mL de NH4I 5%/HCl 10 M qui réduit le Pu(IV) en Pu(III), une forme

de Pu qui ne forme pas de complexe de charge négative. La solution éluée (l’éluat) est

traitée au HNO3 et au H2O2 pour éliminer l’iode et ensuite chauffée et séchée. Le résidu

solide est rédilué avec HNO3 4% et ensuite analysé. La méthode a été validée avec un

matériau de référence certifié, le sédiment des îles Marshall, IAEA‐367 produit par

l’Agence internationale de l’énergie atomique.

Cette étude a démontré que plusieurs sites des îles Marshall sont contaminés avec du Pu, puisque la moyenne

des ratios 240Pu/239Pu élevés mesurés dans plusieurs échantillons, dans certains cas plus de deux fois la valeur

moyenne mondiale. Cette contamination est due aux retombées radioactives provoquées principalement par

le test nucléaire « Castle Bravo » en 1954. Castle Bravo est le plus grand test nucléaire réalisé par les É‐U,

l’énergie libérée par ce test équivaut à 15 Mt de TNT ou 1000 fois la bombe atomique d’Hiroshima.

a. Identifiez deux techniques de séparation utilisées pour l’analyse du Pu dans cette méthode et expliquez‐les brièvement.

b. Quel type de résine (anionique, cationique) est Dowex 1X8 en sachant que le Pu en solution HNO3 à 8 M a été transformé en Pu (IV) sous la forme de [Pu(NO3)6]2‐ en ajoutant du NaNO2 ? Donnez un exemple de fonction chimique qui se retrouve dans les résines de ce type.

c. Un des interférences plus importantes pour l’analyse du Pu est l’uranium qui se trouve sous la forme

de UO22+ dans les solutions acides de HNO3. Expliquez pourquoi cette méthode élimine efficacement

cette interférence des échantillons.

d. Pourquoi NH4I 5%/HCl 10 M est utilisé pour éluer le Pu de la colonne Dowex 1x8?

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Partie III

1. Déterminer les fractions molaires du benzène et et du toluène dans la phase gazeuse d’un mélange

binaire de benzène (Pvap du liquide pur à 25 C= 94.6 Torr) et de toluène (Pvap du liquide pur à 25 C= 29.1 Torr), en sachant qu’un tiers de molécules dans le mélange liquide est du benzène.

2. Peut‐on réaliser une extraction liquide‐liquide d’un analyte dans une solution aqueuse avec méthanol?

Expliquer.

3. Comment peut‐on augmenter le rendement de l’extraction d’une base B en solution aqueuse par

extraction liquide‐liquide? Donner trois approches différentes en vous basant sur les équations vues en

classe.

4. Si l'on veut extraire une substance neutre de l’eau avec d du chloroforme, est‐il plus efficace de faire une

extraction avec 150 mL ou trois extractions avec 50 mL? Justifier.

5. Si l'on veut extraire l’acide acétique (pKa =4.76) de l’eau avec de l’octanol, est‐il plus avantageux à

ajuster le pH de la phase aqueuse à pH 2 ou à pH 7 pour maximiser le rendement de l’extraction?

6. Donner trois phénomènes qui expliquent l’amélioration de la performance de l’extraction par liquide

pressurisé (PLE) par rapport à une extraction liquide‐solide à des conditions ambiantes.

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Partie IV

1. Placer les étapes de la SPE en ordre chronologique et expliquer leur rôle dans la méthode.

Élution des analytes Préparation de la cartouche

Introduction de l’échantillon Rinçage du sorbant

2. Vanderford et al. [Analytical Chemistry (2003), 75 : 66265‐6274) ont publié une méthode pour l’analyse de

plusieurs perturbateurs endocriniens, pharmaceutiques et produits de soin personnel dans l’eau de

surface. Voici un extrait de leur méthode d’extraction :

Les analytes ont été extraits par groupes de six échantillons en utilisant les cartouches de 500 mg de

type balance hydrophile‐lipophile de (HLB) de Waters (Millford, MA). Toutes les extractions sont

effectuées sur un système SPE automatisée AutoTrace (ZymarkCorp., Hopkington, MA). Les cartouches

SPE ont été préconditionnées séquentiellement avec 5 mL de MTBE, 5 mL de méthanol et 5 mL de l'eau

(grade laboratoire). Des échantillons 1000 mL ont été dopées avec 20 L d'une solution de 2.5 mg/L

d’étalon de contrôle ([13C3]‐caféine, [13C3]‐atrazine, [13C2]‐estradiol). L'échantillon a ensuite été introduit

dans les cartouches à un débit de 15 mL/min. Ensuite, les cartouches ont été rincées avec 5 mL d'eau,

puis séchées avec un courant d'azote pendant 60 min. Après, les cartouches ont été éluées avec 5 mL

d’un mélange méthanol/MTBE 10/90 (v/v) puis 5 mL de méthanol dans des tubes de centrifugation de

15 mL. L’extrait a été concentré avec un léger courant d'azote à un volume de 750 L. Puis 20 L d'une

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solution de 2.5 mg/L contenant les étalons internes (diazépam‐d5 et la testostérone‐d3) ont été ajoutés,

et l’extrait a été porté à un volume final de 1 mL en utilisant du méthanol.

a. Comment la cartouche a‐t‐elle été préparée?

b. Comment la cartouche a‐t‐elle été rincée?

c. Comment les analytes ont‐ils été élués?

d. D’après les notes de cours, de quel type de sorbant s’agit‐il? (Phase normale, phase inverse,

échangeur d’ions, etc.).

3. Dans les notes de cours, nous avons vu comment l’antidépresseur fluoxétine (pKa de son acide conjugué est

8.7) peut être extrait des eaux environnementales avec une cartouche SCX de type acide sulfonique.

a. Expliquer la rétention de cette molécule en milieu acide (pH 3) avec la cartouche SCX. b. Pourquoi peut‐on faire un rinçage avec 4 mL de MeOH sans causer une élution des analytes?

c. Expliquer l’élution de cette molécule avec une solution basique (5% NH3(aq)/MeOH) de pH 11.

4. La compagnie Pfizer vous engage pour doser un de leurs produits, Lipitor (Atorvastatin), dans les eaux du

fleuve St‐Laurent. Proposez une méthode d’extraction SPE de cette molécule en vous basant sur les notes

des cours (diagramme de choix de phase et le tableau de développement de méthode).

O

OH

OHOH

N

F

O

NH

Propriétés

pKa: 4.6; Solubilité: méthanol = chloroforme = diméthylsulfoxyde > acétonitrile = l'éthanol.

5. À l’aide du diagramme de choix de phase des notes de cours, choisir les modes de SPE qui pourraient être

utilisés lors de l’extraction des composés suivants et expliquer votre choix.

a. Ibuprofène (pKa=4.91) dans l’urine.

b. Anthracène dans un mélange hexane : dichlorométhane 1:1.

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c. Sulfadiméthoxine (pK1=2.13 et pKa2=6.08) dans le plasma sanguin.

NH2 S

O

O

NH H

NN

O

O

6. Le 4‐Amino‐2‐méthyle‐1‐naphthol aussi connu comme vitamine K5 est utilisé comme agent de

préservation dans les aliments. Ce composé possède deux pKa:

O

NH2

H

H

Structure du 4‐Amino‐2‐méthyle‐1‐naphthol

Parmi les modes d’extraction sur phase solide suivants : échange anionique, échange cationique, phase

inverse et phase normale; lesquels peuvent être utilisés pour extraire ce composé d’un jus de fruits?

Utiliser le diagramme suivant pour justifier votre réponse :

pKa(1)= 2.13

pKa(2)= 6.08

pKa2= 10.4

pKa1= 5.3

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7. La présence de faibles concentrations de composés pharmaceutiques dans l’environnement est un phénomène connu depuis plusieurs années. Ce type de contamination est préoccupant puisque les effets chroniques de ces substances sur les espèces aquatiques ne sont pas encore complément connus. Récemment, certaines drogues illicites (Figure 1) ont été détectées dans les eaux usées municipales au Canada à des concentrations de l’ordre du nanogramme par litre [Metcalfe C., et al. (2010) Environmental Pollution 158(10):3179‐3185].

Figure 1. Structures des drogues illicites ciblées par l’étude de Metcalfe et al. Les composés ont été dessinés sous leur forme protonée. Voici un résumé de la méthode utilisée pour extraire et analyser les drogues illicites des échantillons d’eau usée :

Les échantillons de 200 mL d’eau usée ont été filtrés avec des filtres de fibre de verre de taille de pores de 1.5 m. Avant l’extraction, le pH des échantillons a été ajusté à 3.0 avec l’acide sulfurique. Les sorbants des cartouches Oasis MCX ont été préparés pour l’extraction avec 6 mL de méthanol et 10 mL d’eau à pH 3.0. Ensuite, les échantillons d’eaux usées ont été introduits dans les cartouches à un débit de 10 mL/min. Une fois l’introduction de l’échantillon a été finie, les cartouches ont été rincées avec 10 mL d’eau et 3 mL de 5% méthanol dans l’eau. L’élution a été faite avec 2 3 mL de 5% hydroxyde d’ammonium dans le méthanol. Les échantillons ont été évaporés presque à sec et ensuite redissous avec une solution de 50% méthanol dans l’eau.

a. Quelle technique de séparation a été utilisée pour extraire les drogues illicites des eaux usées ? Expliquez

le principe de fonctionnement de cette technique. b. Pourquoi les cartouches ont été préparées avec méthanol et ensuite avec de l’eau ? L’ordre de

l’utilisation des solvants lors de cette extraction est‐il important ? Expliquez. c. Les cartouches MCX sont des cartouches mixtes (phase inverse et échange cationique). Pourquoi est‐il

important d’ajuster le pH à 3.0 avant d’introduire l’échantillon dans la cartouche ?

d. Quel serait l’effet sur le pourcentage de récupération des analytes d’une introduction trop rapide de

l’échantillon dans la cartouche, par exemple 100 mL/min ?

e. Pourquoi l’élution des cartouches a‐t‐elle été faite avec 2 3 mL de 5% hydroxyde d’ammonium dans le

méthanol ?

Cocaïne Téb=395 ± 42 °C

pKa=8.85

Méthamphétamine Téb=215 ± 9 °C pKa=10.14

3,4‐méthylènedioxy‐méthamphétamine Téb=283 ± 9.0 °C

pKa=10.14

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8. Les fragrances florales naturelles sont utilisées comme ingrédients dans les parfums. Une meilleure

connaissance des composants des fragrances florales peut être utilisée pour la production des parfums

synthétiques. L’analyse in vivo des fragrances provenant des fleurs est nécessaire puisque certaines plantes

contrôlent le temps d’émission de leurs fragrances pour attirer des pollinisateurs potentiels et préserver

leur énergie. Une étude réalisée par Verdonk et al. en 2003 a analysé les composés volatils émis par les

fleurs des pétunias (Petunia hybrida).

Voici un extrait de la méthode d’extraction des fragrances utilisée :

Les fleurs ont été cultivées dans des serres afin de contrôler l’humidité, la lumière et la

température. Un dispositif de microextraction sur phase solide (SPME) ayant un

enrobage de polydimethylesiloxane (PDMS) d’une épaisseur de 100 m sur une fibre de

silice fondue a été utilisé pour extraire les substances volatiles présentes dans l’espace

de tête autour de P. hybrida (Figure 2). Des extractions par SPME ont été réalisées après

que les fleurs ont été exposées à de différents temps de lumière. Les fibres de SPME ont

été retirées après 30 min.

Figure 2. Montage d’extraction par SPME des fragrances produites par P. hybrida. L’entonnoir et le

papier d’aluminium permettent de créer un espace de tête (headspace) autour de la fleur.

Cette étude a trouvé que Les fleurs matures de P. hybrida émettent principalement des composés

benzénoïdes (Figure 3). Aussi les auteurs ont observé que l’émission des fragrances par P. hybrida a un

rythme de 24 h et le maximum est atteint après le coucher du soleil. Aussi les auteurs ont conclu que les

Dispositif de SPME

Entonnoir

Exercices CAN 201


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substances volatiles émisses par P. hybrida ne sont pas emmagasinées pendant le jour, mais plutôt sont

produites à nouveau pendant les périodes d’émission.

Figure 3. Structures des composés benzonoïdes identifiés dans les extraits SPME des pétunias.

a. Expliquez brièvement le principe de fonctionnement de la SPME. b. Pourquoi l’entonnoir et le papier d’aluminium de la Figure 2 sont essentiels pour réaliser la SPME des

composés volatils émis par les pétunias ? Expliquez. c. Quel est l’effet de la polarité du sorbant sur l’extraction ? Expliquez.

d. Les auteurs ont utilisé des dispositifs de SPME ayant des fibres avec un enrobage de 100 m d’épaisseur.

Quel serait l’effet l’utilisation des fibres ayants des enrobages d’épaisseur inférieure sur le temps de

l’extraction et la sensibilité de l’analyse ? Expliquez.

Benzaldéhyde

Teb= 178‐179 C Phénylacétaldéhyde

Teb= 194‐196 C Benzoate de méthyle

Teb= 198‐200 C OH

1‐Phényléthanol

Teb= 203‐205 C

2‐Méthoxy‐4‐[(1E)‐1‐propén‐1‐yl]phénol

Teb= 266‐268 C

Benzoate de benzyle

Teb= 323‐324 C

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Questions à choix de réponse

(À faire à la fin du bloc de matière Techniques de séparation préparatoires)

1. Technique utilisé pour la séparation des métaux de leur matrice :

a) Digestion acide par microondes b) Échange ionique c) Précipitation d) Toutes ces réponses

2. L’équation de la constante de distribution KD pour l’échange ionique de l’ion La3+ en solution aqueuse avec une

résine d’échange cationique est :

a) é b) c) é d) é

é

3. Cette technique préparatoire est basée sur les différences de volatilité des composantes d’un mélange et utilise des

cycles de vaporisation et condensation successives :

a) Précipitation b) Échange ionique c) Centrifugation d) Distillation

4. Quelle technique est généralement utilisée pour séparer une protéine en solution :

a) Digestion acide à contenant ouvert

b) Précipitation c) Digestion acide par microondes

d) Distillation

5. Colonnes utilisées pour la distillation des liquides volatils :

a) Silice et Vigreux b) Snyder et Vigreux c) C18 et Snyder d) C18 et silice

6. Dans l’extraction par liquide pressurisé, il y a une amélioration de la performance de l’extraction par rapport aux

extractions avec des solvants à des conditions ambiantes due principalement à :

a) Diminution de la solubilité des analytes et de l’eau dans le solvant d’extraction

b) Perturbation des interactions analyte‐matrice

c) Augmentation de l’adsorption des analytes

d) Faible pénétration du solvant dans la matrice

7. D’après l’équation du rendement d’extraction dans l’extraction liquide‐liquide :

𝑅 %

⎣⎢⎢⎡1

1

1 𝐾𝑉

𝑉 ⎦⎥⎥⎤

100%

a) La quantité d’analyte extraite augmente en utilisant un ratio Vorg/Vaq élevé.

b) La quantité d’analyte extraite augmente en utilisant un ratio Vorg/Vaq faible.

c) Moins d’analyte est extrait en faisant des extractions multiples qu’en faisant une seule extraction avec un volume de phase d’extraction équivalent.

d) Le rendement est maximisé en utilisant un solvant de K faible.

8. Constituant de l’échantillon que l’on veut étudier, doser : a) Interférence b) Analyte c) Soluté d) Matrice

9. Ensemble de techniques de séparation qui visent à faciliter la détection des analytes en réalisant une séparation

efficace des composantes de l’échantillon, souvent couplées à un système de détection en ligne : a) Analytiques b) Spectroscopiques c) Préparatoires d) Atomiques

Exercices CAN 201


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10. Consiste à utiliser des acides forts pour libérer les éléments (p. ex. P, Cd, etc.) présents dans l’échantillon et les

transférer à la phase liquide : a) Précipitation b) Échange ionique c) Distillation d) Digestion acide

11. Échantillon dont la teneur en certains analytes est assurée par un organisme reconnu et dont la matrice est très

semblable à celle que l’on veut étudier : a) Échantillon de référence certifié b) Matrice c) Blanc d) Étalon

12. Milieu généralement complexe dans lequel l’analyte se retrouve et que l’on doit séparer de l’analyte pour mieux

réaliser l’analyse : a) Solide b) Solvant c) Matrice d) Soluté

13. Technique d’extraction d’échantillons solides ou semi‐solides utilisant des solvants organiques à des pressions

élevées (30‐200 bar) et à des températures supérieures à leur point d’ébullition (50‐200 C) : a) Centrifugation b) Extraction par liquide

pressurisé c) Distillation d) Digestion acide

14. Technique de séparation dans laquelle l’ion d’intérêt en solution est retenu par des ions de charge opposée fixés sur

un support insoluble par des interactions électrostatiques : a) Précipitation b) Échange ionique c) Distillation d) Digestion acide

15. Substance pouvant fausser la mesure de l’analyte : a) Interférence b) Analyte c) Soluté d) Matrice

16. Tout processus de séparation implique le transport de la matière et la redistribution spatiale des composés : a) Vrai b) Faux

17. Pour qu’une séparation complète puisse avoir lieu entre deux ou plus analytes, ils doivent avoir de propriétés de

transport identiques : a) Vrai b) Faux

18. Substance pouvant fausser la mesure de l’analyte : a) Vrai b) Faux

19. L’ion fixé sur une résine échangeuse des cations est un cation : a) Vrai b) Faux

20. Pour déterminer le rendement lors d’une extraction liquide‐liquide d’un acide ou d’une base, nous utilisons sa

constante de distribution D : a) Vrai b) Faux

21 Parmi les différentes composantes d’un spectromètre d’émission atomique, lequel est le transducteur ?

Exercices CAN 201


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a) Plasma à couplage

inductif (Axial plasma

torch)

b) Réseau de

diffraction

(Holographic

grating)

c) Détecteur à

photomultiplicateur

d’électrons (Dual

detector)

d) Lampe de mercure

(Mercury lamp)

22. Quelle est la fonction principale du nébuliseur dans un instrument de spectroscopie d’absorption atomique de

flamme ?

a) Réduire les analytes en

atomes

b) Accélérer la

désolvatation des

analytes

c) Ioniser les analytes d) Toutes ces réponses

23. Parmi les diagrammes des transitions électroniques suivants, lequel correspond à l’absorption atomique ?

24. Parmi les diagrammes des transitions électroniques de la question précédente, lequel correspond à la fluorescence

atomique ?

États excités

État fondamental

Transition non radiative

A B C

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25. Quel type de résine échangeuse d’ions est illustrée dans cette figure ? (Note : l’acide benzènesulfonique se dissocie

complètement)

a) Anionique forte b) Cationique faible c) Cationique forte d) Anionique faible

26. Le logarithme du coefficient de partage octanol‐eau (log Kow) est utilisé dans les sciences environnementales pour

déterminer comment les contaminants vont se distribuer dans l’environnement. Pour une substance A, il est défini

par l’équation suivante :

𝑙𝑜𝑔 𝐾 𝑙𝑜𝑔𝐴

𝐴

Le log Kow détermine si une substance est hydrophobe (se retrouve majoritairement dans la phase octanol) ou

hydrophile (se retrouve majoritairement dans la phase aqueuse). Parmi les composés suivants, présents dans un

échantillon d’eau de rivière, lequel sera plus facilement extrait par extraction liquide‐liquide avec un solvant

organique ?

Glyphosate (log Kow=‐2.8)

Phtalate de bis(2‐éthylhexyle) (log Kow=7.5)

Morphine (log Kow=0.43)

Anthracène (log Kow=4.68)

a) Glyphosate b) Phtalate de bis(2‐

éthylhexyle) c) Morphine d) Anthracène

27. Quel solvant, parmi les suivants, est le plus approprié pour réaliser cette extraction ? a) Acétone b) Méthanol c) Dichlorométhane d) Acétonitrile

28. Quelle serait le rendement de l’extraction liquide‐liquide avec 50 mL de solvant organique d’une substance X

présente dans 25 mL d’eau si son K=4 ? (Note : arrondir à deux chiffres significatifs) a) 11% b) 89% c) 67% d) Aucune de ces

réponses

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can 201 techniques de séparation préparatoires partie i 1

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