I.U.T. d’Aix-Marseille - Département GCGP – 2ème année – semestre 3

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DEVOIR SURVEILLE N° 1 de CHIMIE ANALYTIQUE Vendredi 10 octobre 2014

Durée : 1h30. La calculatrice sans mémoire est autorisée. L’usage de cours, de documents ou de téléphone portable est strictement interdit. Le téléphone portable doit être éteint et rangé dans le sac. Toutes vos réponses doivent être détaillées et justifiées.

EXERCICE N°1 : CPG (8.5 points)

Le chromatogramme ci-dessous est obtenu en phase gazeuse. Le pic 1 correspond à un composé non retenu sur la phase stationnaire. 1/ Indiquer sur le chromatogramme : (1.5 point) -le temps mort -le temps de rétention -le temps de rétention réduit 2/ Le débit en dihydrogène reste constant durant la manipulation à 10mL/min. Quel est le volume mort ? (0.5 point) 3/ Calculer le facteur de rétention k. (0.5 point) 4/ Proposer un avantage et un inconvénient à utiliser le dihydrogène plutôt que l’hélium comme gaz vecteur ? (1 point) 6/ Quels sont les 2 grands types de colonnes en CPG et leurs principales caractéristiques.

(2 points)

7/ Proposer un détecteur adapté pour chacun des 2 types de colonnes. Décrire brièvement le fonctionnement de ces 2 détecteurs. (2 points) 8/ On effectue une analyse du même échantillon dans les mêmes conditions en ne changeant qu’un paramètre : le débit en dihydrogène. Avec un débit en H 2 de 5mL/min, le pic 2 va-t-il sortir avec le même temps de rétention ? Avec la même hauteur de pic ? Justifier les réponses. (1 point)

EXERCICE N°2: Chromatographie sur résine échangeuse d’ions d’acides aminés (5.5 points)

On veut séparer sur colonne chromatographique échangeuse de cations les 3 acides aminés suivant : Acide aminé code pHi asparagine arginine asp arg 2.87 10.76 leucine leu 6.0 Rappelons qu’un acide aminé possède une fonction acide COOH et une fonction amine NH 2 sur le même carbone : 1/ Les deux pKa de la leucine sont pour la fonction acide pKa 1 =2.3 et pour la fonction amine pKa 2 =9.7. Expliquer sur une échelle de pH les différentes formes acido-basiques de la leucine. (2 points) 2/ Quelle est la particularité du point isoélectrique pHi ? (0.5 point) 3/ Expliquez brièvement le principe de la chromatographie échangeuse d’ions. (1 point) 4/ Dans une colonne de chromatographie échangeuse de cations, on élue ce mélange avec une solution aqueuse tampon pH=8. Lequel de ces 3 acides aminés va sortir en premier ? Expliquez. (1 point) 5/ Quel paramètre peut-on modifier dans un second temps pour séparer les 2 acides aminés restant ? (1 point)

EXERCICE N°3: Séparation de polymères (3 points)

Un mélange de polymères de différentes masses molaires présentées dans le tableau ci-dessous est élué dans du toluène sur colonne de chromatographie d’exclusion stérique. La colonne utilisée possède des porosités dans la gamme 10000g/mol à 100000g/mol. polymère 1 Masse molaire(g/mol) 8000 2 10000 3 13000 4 45000 5 82000 6 7 110000 130000 1/ Expliquer brièvement ce qu’est la chromatographie d’exclusion stérique. (1 point) 2/ Selon vous, dans quel ordre vont sortir ces polymères. Expliquer. (2 points)

EXERCICE N°4: Comparaison de 2 chimistes (3 points)

La valeur vraie d’un dosage est de 131,9 µ g L -1 . Deux chimistes répètent chacun 5 fois le dosage. Ils trouvent les valeurs suivantes. 1/ Pour chaque chimiste, calculer la valeur moyenne et l’écart-type. (2 points) 2/ Commenter les résultats des 2 chimistes en termes d’exactitude et de précision. (1 point) Un exemple de calcul doit être donné pour chaque grandeur. Chimiste Mesure 1 Mesure 2 Mesure 3 Mesure 4 Mesure 5 1 130,7 131,6 133,5 132,3 132,6 2 125,0 132,3 136,9 137,9 125,9