Présentation
Auteur(s)
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Marcel CAUDE : Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers (CNAM) - Docteur ès sciences - Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
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Didier THIÉBAUT : Docteur en pharmacie - Docteur de l’université Pierre et Marie Curie (Paris VI) - Chargé de recherche au CNRS
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La chromatographie en phase supercritique, CPS (en anglais SFC : Supercritical Fluid Chromatography) met en œuvre, comme phase mobile, un fluide ou un mélange de fluides porté au-delà du point critique par un contrôle adéquat de la température et de la pression.
Cette technique est complémentaire des chromatographies en phases liquide et gazeuse (CPG). En effet, la CPG exige simultanément la volatilité et la stabilité thermique des solutés ; quant à la CPL, elle présente deux limitations :
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l’obtention difficile de grandes efficacités ;
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l’absence de détecteur aussi universel et sensible que le détecteur à ionisation de flamme (DIF) de la CPG.
Par suite, lorsqu’on est confronté à la séparation d’un mélange complexe de solutés non volatils, thermosensibles et non aisément détectables, ce qui représente environ 25 % des exemples rencontrés, on peut envisager de mettre en œuvre la CPS associée aux détecteurs de la CPG.
Enfin, la CPS possède des caractéristiques propres qui en font une technique chromatographique performante aussi bien avec des colonnes capillaires qu’avec des colonnes remplies :
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de grandes efficacités par unité de temps peuvent être atteintes en raison de la diffusion rapide des solutés dans les fluides supercritiques du fait de leur faible viscosité ; aussi des séparations peuvent-elles être obtenues en des temps d’analyse 10 à 20 fois plus courts qu’en CPL ;
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on peut aussi, pour la même raison, augmenter la longueur de la colonne, ce qui permet alors de disposer d’une très grande efficacité, même avec les colonnes remplies ;
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des sélectivités importantes sont observées en raison des interactions entre les solutés, la phase stationnaire et la phase mobile que l’on peut faire varier par l’ajout de faibles quantités de modificateurs polaires à la phase supercritique ;
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la CPS préparative présente l’avantage, par rapport à la CPL, d’une récupération rapide des solutés par détente de la phase mobile, en dépit des difficultés technologiques pour lesquelles diverses solutions ont été proposées.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 1992 par Marcel CAUDE, Didier THIÉBAUT
- Version archivée 3 de mars 2010 par Didier THIÉBAUT
- Version courante de sept. 2016 par Didier THIÉBAUT
DOI (Digital Object Identifier)
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Colonnes et phases stationnaires2. Propriétés chromatographiques du dioxyde de carbone
2.1 Aspect thermodynamique
2.1.1 Influence de la masse volumique
Comme en CPL, la rétention dépend des interactions soluté-phase stationnaire, soluté-fluide supercritique et fluide supercritique-phase stationnaire. On peut gouverner les interactions soluté-CO 2 supercritique en faisant varier sa pression et, partant, sa masse volumique (figure 6). Toute diminution de la masse volumique entraîne une diminution de la polarité du CO 2 et, par suite, une augmentation des facteurs de capacité (on admet en première approximation que les interactions soluté-phase stationnaire sont indépen-dantes de la masse volumique du fluide).
HAUT DE PAGE2.1.2 Influence de la température
À masse volumique constante, une augmentation de la température entraîne une diminution de la rétention dont l’ordre de grandeur dépend de la volatilité du soluté.
À pression constante, une augmentation de la température peut entraîner soit une augmentation de la rétention du fait de la diminution de la masse volumique du CO 2, soit, inversement, une diminution de la rétention liée majoritairement à la volatilité du soluté. À titre d’exemple, la figure 7 montre l’évolution du logarithme du facteur de capacité de l’hexadécane en fonction de la température pour différentes valeurs de la pression du CO 2. Par exemple, pour une pression de 115,7 bar, l’inversion du comportement a lieu pour une température voisine de 100 C.
HAUT DE PAGE2.1.3 Addition de modificateurs polaires
L’addition d’un solvant polaire, en faible teneur, au CO 2 en phase supercritique permet de gouverner la rétention et la sélectivité des solutés spécialement avec les colonnes remplies. En ce qui concerne les chromatographies d’adsorption et...
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