🎨 La chromatographie sur couche mince
Un bonbon, un arôme ou un comprimé cache plusieurs espèces chimiques ? La chromatographie les fait défiler une à une sur une plaque, comme des coureurs qui ne vont pas tous à la même vitesse. Dépose, laisse monter l'éluant, révèle les taches invisibles… et joue au détective avec les rapports frontaux !
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- L'éluant monte dans la silice par capillarité : vite au début, puis de plus en plus lentement. Il entraîne chaque espèce avec lui, plus ou moins loin.
- Une espèce qui a beaucoup d'affinité pour l'éluant (et peu pour la silice) migre loin : son rapport frontal Rf est grand. Une espèce retenue par la silice reste près de la ligne de dépôt.
- Le mélange M donne plusieurs taches, chacune à la même hauteur que l'une des références : c'est ainsi qu'on identifie ses constituants. Un corps pur ne donne qu'une seule tache.
- Les espèces incolores sont invisibles à l'œil nu. Sous la lampe UV, la plaque devient fluorescente et les espèces qui absorbent à 254 nm apparaissent en taches sombres ; les vapeurs de diiode colorent en brun la plupart des espèces organiques.
- Si l'éluant recouvre la ligne de dépôt, les dépôts se dissolvent dans la cuve : la ligne de dépôt doit toujours rester au-dessus de l'éluant.
Expériences à faire
- Sors la plaque très tôt, puis recommence en attendant plus longtemps : les Rf mesurés changent-ils ? Et les distances parcourues ?
- Laisse le front atteindre le haut de la plaque : pourquoi ne peut-on plus mesurer les Rf ?
- Avec les arômes, compare la plaque sous UV et au diiode : quelle espèce n'apparaît que d'un côté ?
- Mets 1,2 cm d'éluant dans la cuve : que deviennent les dépôts ?
- Choisis « ✏️ Mes espèces » et donne à deux références des Rf très proches (0,50 et 0,53) : arrives-tu encore à les séparer sur la plaque ?
La chimie derrière l'animation
- Rapport frontal : Rf = h / H, où h est la distance entre la ligne de dépôt et le centre de la tache et H la distance entre la ligne de dépôt et le front de l'éluant. 0 ≤ Rf ≤ 1, sans unité.
- Dans les mêmes conditions (même plaque, même éluant), une espèce chimique a toujours le même Rf : deux taches à la même hauteur sur une même plaque correspondent à la même espèce.
- La séparation repose sur la compétition entre la phase fixe (la silice, polaire) et la phase mobile (l'éluant) : sur la silice, les espèces peu polaires comme le limonène migrent plus loin que les espèces polaires comme la vanilline.
- Un corps pur donne une seule tache ; un mélange en donne plusieurs (à condition que l'éluant les sépare et que le révélateur les montre toutes).
- Modèle : montée capillaire z² = e² + K·t (loi de Washburn), temps accéléré environ 40 fois ; les Rf affichés sont des valeurs indicatives, qui dépendent de l'éluant et de la plaque.
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