TP CCM

CONTRÔLE DE LA PURETE D'UN COMPOSE SOLIDE
analyse par C.C.M.

1) Type de chromatographie utilisée :
Il s'agit d'une chromatographie d'adsorption (la phase fixe est une mince couche d'alumine déposée sur une plaque d'aluminium) en phase liquide (l'éluant est un liquide) ascendante (l'éluant se déplace de bas en haut).
Remarque 1 : La plaque doit être mise dans une cuve à fond plat (un bécher pourra à la rigueur convenir).
Remarque 2 : L'éluant ne doit pas réagir avec les constituants du mélange. Il est choisi en fonction de son aptitude à entraîner les substances à séparer : plus celles-ci sont polaires, plus l'éluant doit lui-même être polaire. On peut classer différents liquides suivant un ordre croissant de leur polarité, on définit ainsi une série éluotropique : Ether de pétrole, cyclohexane, tétrachlorométhane, trichloroéthylène, toluène, dichlorométhane, éthoxyéthane, trichlorométhane, éthanoate d'éthyle, pyridine, propanone, propan-1-ol, éthanol, méthanol, eau, acide éthanoïque.
Remarque 3 : Plus la substance à entraîner est soluble dans la phase mobile plus elle migrera avec cette phase par capillarité le long du support fixe. On peut aussi classer par ordre croissant de polarité les groupes fonctionnels : RH, RX, RNO₂, (ROR, RCOOR, RCOR, RCHO), RCONHR, (RNH₂, R₂NH, R₃N), H₂O, ArOH, RCOOH.
2) Technique opératoire :

On place l'éluant dans un bécher de 250mL (2 à 3 mm en hauteur suffisent) et l'on recouvre le bécher d'un couvercle (de boîte de Pétri par exemple) pour que l'atmosphère se sature en éluant. Remarque : composition de l'éluant : Elle est fonction du composé à entraîner.
On prépare la plaque de chromatographie : en aucun cas il ne faut toucher la couche d'alumine. On dispose une feuille de papier filtre sur un coin propre et sec de la paillasse. On place la plaque, couche d'alumine vers le papier filtre. Avec un crayon, on trace sur la face d'aluminium un trait horizontal à 1 cm du bord inférieur de la plaque (sans trop appuyer). Puis avec la pointe du crayon on appuie à 3 endroits sur ce trait (points de dépôt) pour faire apparaître 3 empreintes de l'autre côté (face alumine).
Préparation des échantillons : Dans des tubes à hémolyse, dissoudre quelques cristaux des échantillons à tester, dans le solvant. Les concentrations doivent être très faibles et si possible identiques. (Les échantillons peuvent être prêts à être déposés).
Le dépôt : On retourne alors la plaque pour que la couche d'alumine soit face à nous ; on plonge un capillaire dans la solution de produit ; on vide le capillaire sur le papier filtre pour qu'il ne reste qu'un mm de hauteur de liquide; puis on touche un des points de la plaque que l'on avait repéré par une empreinte. La tache faite par le liquide doit avoir au maximum 1 à 2 mm de diamètre; on laisse sécher et on recommence 4 à 5 fois le même dépôt. On procède de même ensuite avec un autre capillaire pour un autre produit, sur la 2ème empreinte. On recommence de même enfin avec un autre capillaire pour le troisième produit, sur la 3ème empreinte.
L'élution : On sèche les 3 dépôts avec un sèche-cheveux, puis on plonge bien verticalement la plaque dans le bécher contenant l'éluant. Lorsque l'éluant est arrivé à 1 cm du bord supérieur de la plaque on repère le front du solvant par un trait de crayon. On sort la plaque et on la sèche très soigneusement.
La révélation se fait sous la lampe UV (la plaque à utiliser doit contenir un indicateur de fluorescence).

3) Exploitation quantitative : calcul des Rf :

Rf1= d1/d Rf2 = d2/d Rf3 = d3/d

4) Manipulation
On réalisera trois C.C.M. différentes pour acquérir la technique et améliorer sa dextérité pour ce type de test qui demande ordre, propreté et concentration

4-1) Plaque n°1 : contrôle de pureté de l’acide benzoïque obtenu par oxydation de l’alcool benzylique.

Dépôt 1 : alcool benzylique en solution à 1% dans l’éthanol.
Dépôt 2 : acide benzoïque en solution à 1% dans l’éthanol.
Dépôt 3 : acide benzoïque préparé au laboratoire en solution à 1% dans l’éthanol.

Eluant : mélange cyclohexane + acétone.
Révéler la plaque sous la lumière UV. (l = 254nm).
Calculer les Rf.
Interpréter le chromatogramme obtenu.

4-2) Plaque n°2 : contrôle de pureté de l’acide benzoïque obtenu par oxydation de l’acétophénone.

Dépôt 1 : acétophénone en solution à 1% dans le dichlorométhane.
Dépôt 2 : acide benzoïque en solution à 1% dans le dichlorométhane.
Dépôt 3 : acide benzoïque préparé au laboratoire en solution à 1% dans le dichlorométhane.

Eluant : dichlorométhane.
Révéler la plaque sous la lumière UV. (l = 254nm).
Calculer les Rf.
Interpréter le chromatogramme obtenu.

4-3) Plaque n°3 : contrôle de pureté du 1-bromo-4-nitrobenzène obtenu par nitration du bromobenzène.

Dépôt 1 : 1-bromo-2-nitrobenzène en solution à 1% dans l’éther diéthylique.
Dépôt 2 : 1-bromo-4-nitrobenzène en solution à 1% dans l’éther diéthylique.
Dépôt 3 : 1-bromo-4-nitrobenzène préparé au laboratoire en solution à 1% dans l’éther diéthylique.

Eluant : mélange cyclohexane + acétate d’éthyle.
Révéler la plaque sous la lumière UV. (l = 254nm).
Calculer les Rf.
Interpréter le chromatogramme obtenu.

5) Questions :
5-1) Les plaques n°1 et n°2 correspondent au contrôle de pureté d'un même composé, l'acide benzoïque ; pourquoi utilise-t-on des solvants différents et des éluants différents pour ces deux C.C.M. ?
5-2) Donner les formules semi-développées de tous les composés organiques rencontrés lors de la manipulation (On notera que l'éther de pétrole est un mélange, on ne donnera donc pas sa formule, et qu'un autre nom de l'acétophénone est la méthylphénylcétone).

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