Le rapport frontal Rf d’une espèce chimique, dans un éluant et sur un support donnés, est défini par :

Chromatogramme

hH

Ligne de dépôt

Front de l’éluant

TP22 Identification d’espèces chimiquesIdentification d’espèces chimiques

ObjectifsObjectifs de la séance :de la séance :

- Identifier une espèce chimique par chromatographie sur couche mince (ou CCM) ;- Élaborer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour vérifier la qualité d’un produit de synthèse.

DOCUMENT MIS A DISPOSITION :

1.1. La chromatographie sur couche minceLa chromatographie sur couche mince (ou CCM)

La législation européenne autorise l’emploi des colorants alimentaires, comme, par exemple, la tartrazine (colorant jaune, E102), le bleu patenté (E131), le rouge cochenille (E120) et la chlorophylline (colorant vert, E140), pour teinter les médicaments ou les confiseries.

Comment identifier et mettre en évidence la présence de ces colorants ?

Avant de poursuivre, consultez la fiche intitulée « Protocole scientifique de la chromatographie »

Protocole expérimental :

Dans un bécher de 100 mL, versez 3 mL de solution de chlorure de sodium à 100 g.L–1 et 3 mL d’éthanol puis agitez et couvrir avec une coupelle. Ce mélange constitue l’éluant ; Préparez une plaque pour chromatographie ou un papier filtre (voir le protocole de la chromatographie) ; En suivant les consignes du protocole de la chromatographie, déposez, à l’aide d’un cure-dent, une microgoutte de colorant jaune (on notera la lettre « J » en dessous), une microgoutte de colorant bleu (lettre « B »), une microgoutte de colorant rouge (lettre « R ») et une goutte de colorant vert (lettre « V ») ; Introduire la plaque (ou le papier filtre) dans le bécher en suivant les consignes du protocole de la chromatographie ; Laissez évoluer jusqu’à ce que l’éluant arrive à 1 cm du bord supérieur de la plaque (ou du papier filtre) : c’est l’élution ; Sortir la plaque (ou le papier filtre) et repérez (rapidement) au crayon le niveau atteint par l’éluant (appelé front du solvant) ; Laissez sécher la plaque (ou le papier filtre) et observez le chromatogramme obtenu.

Remarque : une espèce chimique est d’autant plus entraînée par l’éluant qu’elle est plus soluble dans cet éluant et moins adsorbée sur la phase fixe.

Q1.Q1. Que peut-on dire des distances parcourues par chaque colorant ?Q2.Q2. Quel est celui qui est le plus soluble dans l’éluant ? Justifiez votre réponse.Q3.Q3. Les colorants alimentaires sont-ils constitués d’espèces pures ? Justifiez votre réponse.Q4.Q4. Calculez les rapports frontaux pour les colorants jaune et bleu (complétez le tableau du compte rendu).Q5.Q5. De quoi dépend le rapport frontal d’une espèce chimique ?

2.2. Contrôle de la qualité d’une synthèseContrôle de la qualité d’une synthèse

Lors des deux séances précédentes, vous avez extrait et synthétisé de l’huile essentielle de lavande. L’objectif de cette seconde partie est de comparer la pureté du produit synthétisé avec le produit naturel.

Extraction de l’huile essentielle de lavandeExtraction de l’huile essentielle de lavandepar hydrodistillationpar hydrodistillation

Synthèse de l’huile essentielle de lavandeSynthèse de l’huile essentielle de lavandepar chauffage à refluxpar chauffage à reflux

Comment vérifier que le produit de la synthèse de l’huile essentielle de lavande est bien l’espèce chimique attendue ?

Travail à faire :

Vous devez élaborer et mettre en œuvre un protocole expérimental permettant de vérifier la qualité de l’huile essentielle synthétisée (comparer le produit de synthèse avec le produit naturel).

Remarque :

Questions

2 cm

Colorants

Pour identifier une substance on compare son rapport frontal à ceux de substances de référence placées dans les mêmes conditions (même éluant, même phase stationnaire). Si certaines substances de référence, présentes dans le mélange analysé, ont été déposées en même temps sur la plaque, l’identification des taches est possible par comparaison directe (sans calcul).

3.3. ConclusionConclusion

Conclure sur la séance en répondant à la question posée en début d’activité. Vous indiquerez, dans cette conclusion, un résumé du principe de la technique expérimentale utilisée au cours de la séance et conclurez sur la qualité de l’huile essentielle de lavande synthétisée lors de la séance précédente.

Protocole scientifique de la chromatograPhie

Protocole   pour 3 colorants: Prendre une plaque à chromatographie ou du papier filtre

et tracer un grand trait fin horizontal au crayon de papier à 2 cm du bord inférieur. NE PAS APPUYER.

A l’aide d’une pointe en bois (cure-dent), déposer sur

le grand trait horizontal, une ou deux gouttes de chaque

colorant. Laisser 1 cm entre chaque colorant.

[Sauter cette étape pour une plaque à chromatographie] Percer le haut de la bandelette avec une tige en bois qui servira de support.

Verser de l’eau salée dans le récipient (sans mettre la bandelette)

afin que l’eau touche le papier mais pas les colorants. Mettre la bandelette (ou la plaque), avec son support (tige en

bois), dans le récipient en veillant à ce que les colorants ne soient pas en contact avec l’eau salée. (voir schéma ci-dessous)

Attendre quelques minutes, sans agiter le bocal, afin que l’eau

s’élève dans le papier filtre (ou dans le gel de silice).

Principe   : La chromatographie est une méthode physique de séparation, basée sur les différences d’affinité des espèces chimiques étudiées pour deux phases : la phase fixe ou stationnaire (papier filtre ou gel de silice) et la phase mobile (appelée « éluant »).

L’éluant (solvant pur ou mélange de solvants) entraîne les espèces chimiques à analyser alors que la phase fixe les retient. Cette migration constitue l’élution.

Papier filtre

Chromatogramme

Récipient

Tige en bois

Chromatogramme

Récipient

Tige en bois

Niveau del’eau salée

Retirer le papier juste avant que le liquide atteigne la tige en

bois.

Vue de dessus Vue de face

COMPTE-RENDUCOMPTE-RENDU1.1. La chromatographieLa chromatographie (0,5 pt + 1 pt)

Collez ici votrechromatogramme

Observation(s) : (notez ce que vous observez sur votre chromatogramme)

Calculs des rapports frontaux : (4 0,5 pt)

Colorant Distance h (en cm) Rapport frontal Rf

Jaune

Bleu

Rouge

Vert

Réponses aux questions : (Q1Q1 :: 0,5 pt ; Q2Q2 :: 1 pt ; Q3Q3 :: 1 pt ; Q5Q5 :: 1 pt)

2.2. Contrôle qualitéContrôle qualité

Protocole proposé : (1,5 pt)

Schéma de l’extraction/chromatogramme : (2 × 0,5 pt)

Collez ici votre chromatogramme

Observations / Interprétations : (2 pts)

3.3. ConclusionConclusion (2 pts)

GRILLE D'ÉVALUATION

Nom(s) :

Prénom(s) :

Classe :

N° du poste :

CRITERES EVALUES BARÊME Point(s)obtenu(s)

Chromatographie (3 points)

Respect du protocole de la chromatographie 2 pts

Autonomie sur le protocole (pas d’aide supplémentaire) 1 pt

Gestion du poste de travail (3 points)

Paillasse dégagée et propre pendant l’expérience/ Manipuler proprement 1 pt

Matériel nettoyé, séché et rangé à la fin de la séance 1 pt

Comportement pendant la séance (rigueur, sérieux, attention, …) 1 pt

Compte-rendu de l’expérience (14 points)

Présentation (propreté, orthographe,…) 0,5 pt

1.1. La chromatographieLa chromatographie

Qualité du chromatogramme (petites taches, papier en bon état, …) 0,5 pt

Observations correctes et rédigées correctement 1 pt

Calculs des rapports frontaux 2 ptsRéponses aux questions :

- Question Q1 0,5 pt- Question Q2 1 pt- Question Q3 1 pt- Question Q5 1 pt

2.2. Identification d’espèces chimiquesIdentification d’espèces chimiques

Note : /20

Protocole expérimental 1,5 pt

Schéma de l’extraction / chromatogramme 1 pt

Observations / interprétations 2 pts

3.3. ConclusionConclusion

Conclusion correcte et rédigée correctement 2 pts

Total : 20 pts /20

GRILLE D'ÉVALUATION DURANT LA SÉANCE (DESTINÉE AU PROFESSEUR) Classe :

N° poste 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Groupe AGroupe AChromatographie 3 pointsRespect du protocole de la chromatographie

Autonomie sur le protocole(pas d’aide supplémentaire)

Gestion du poste de travail 3 points

Paillasse dégagée et propre

Matériel nettoyé, séché et rangé

Comportement pendant la séance (rigueur, sérieux, attention, …)

N° poste 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Groupe BGroupe BChromatographie 3 pointsRespect du protocole de la chromatographie

Autonomie sur le protocole(pas d’aide supplémentaire)

Gestion du poste de travail 3 points

Paillasse dégagée et propre

Matériel nettoyé, séché et rangé

Comportement pendant la séance (rigueur, sérieux, attention, …)

Chaque ( ) compte 1 point

FICHE TPFICHE TPOn peut faire deviner aux élèves la question de la partie 2 : vraie démarche d’investigation.

DOCUMENTSDOCUMENTSLes colorants alimentaires