2.2 - LES CHROMATOGRAPHIES EN PHASE GAZEUSE : Principe :

1 - La chromatographie gaz-liquide (partage). La phase stationnaire est un liquide non volatil fixé par imbibition d'un support inerte. Le soluté se partage entre le gaz vecteur et le liquide stationnaire. Plus un soluté est soluble dans la phase stationnaire, plus le RF (distance parcourue par le soluté / distance parcourue par la phase mobile) est petit et le temps d'émergence élevé. 2 - La chromatographie gaz-solide (adsorption). La phase stationnaire est un solide adsorbant (gel de silice, alumine…). Plus l'adsorption d'un soluté sur la phase stationnaire est élevée, plus le RF est faible et le temps d'émergence élevé. Dans les deux cas, le gaz vecteur est le gaz qui véhicule les solutés ; la phase mobile est constituée du gaz vecteur et des solutés gazeux.

Figure 1 : schéma d'un chromatographe en phase gazeuse.

Les échantillons : les échantillons liquides sont injectés dans la chambre de vaporisation à l'aide d'une microseringue. La température est telle (c'est généralement celle du four) que la vaporisation est immédiate. Les limites de sensibilité sont, selon les appareils, de l'ordre du ng et même du pg.

Le traitement de l'échantillon varie selon les substances analysées :

- lorsque les solutés sont directement volatilisables, les substances sont solubilisées dans un solvant et chromatographiées. - lorsque les solutés ne sont pas volatils à la température du chromatographe ou bien sont décomposés à cette température, il faut les transformer en dérivés volatils stables : les acides aminés sont ainsi estérifiés par le butanol, les acides gras estérifiés par le méthanol, les oses réduits en alditols, puis acétylés…

La température : on adopte généralement une température légèrement supérieure au point de vaporisation du constituant le moins volatil. D'un point de vue technique, la colonne est maintenue dans un four à bain d'air thermostaté.

Les supports utilisés : le chromosorb (brique réfractaire pilée), le kieselguhr (terre de diatomées), le quartz... Le liquide stationnaire est un hydrocarbure, un silicone, un ester, un polyol, caractérisé par sa température d'utilisation et sa polarité.

Les colonnes : elles peuvent être métalliques, en plastique pour des séparations à basse température, en verre et joints Téflon. Diverses formes ont été utilisées : rectilignes, en U, en spirales (la plus répandue).

Les détecteurs : à catharomètre ; à ionisation de flammes ; à capture d'électrons ; spectrographie de masse.

En CPG d'adsorption on utilise des colonnes de 1 m de long. En CPG de partage on travaille avec des colonnes pouvant atteindre 5 m.

Chromatographie en phase gazeuse capillaire (CPGC) : C'est une chromatographie de partage gaz-liquide, utilisant une colonne capillaire (longueur 5 à 10 m, diamètre : 100 à 250 mm), sans support inerte ; la paroi interne du capillaire sert de support. Elle permet d'obtenir un nombre de plateaux égal à 100000/m.