Soutenance mémoire
La chromatographie ionique est une chromatographie liquide, apparentée à la chromatographie dénommée HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Sa colonne de séparation est une colonne d’échange d’ions. La détection des ions se fait selon différentes méthodes : électrochimique [1], par refractométrie différentielle [2], par absorptiométrie directe [3] et indirecte [4,5,6], mais elle se fait surtout par conductimétrie.
L’originalité de la méthode réside sur l’introduction d’une deuxième colonne appelée colonne de neutralisation ou suppresseur chimique. Son rôle est de réduire l’intensité du bruit de fond, par conséquent d’améliorer la limite de détection des composés à analyser. [7] Depuis sa création, le champ d’application de la chromatographie ionique ne cesse de grandir. Cette méthode s’intéresse à plusieurs domaines tels que l’environnement, l’industrie chimique, l’industrie pharmaceutique, la médecine et l’agriculture mais son domaine d’excellence est l’analyse de l’eau.[8]
Le secteur de l’eau fait partie des priorités du gouvernement malgache et occupe une importance particulière dans le DSRP (Document de Stratégie pour la Réduction de la Pauvreté). L’objectif principal est de réduire de moitié, d’ici 2015, le pourcentage de personnes qui n’ont pas accès ou qui ne peuvent pas s’offrir une eau potable et saine, selon le ministère de l’Energie et des Mines.
Pouvoir s’offrir de l’eau potable est déjà une chose importante mais avoir de l’eau dont la qualité est dans les normes en est une autre. Il est donc indispensable de faire un contrôle périodique de l’eau de consommation afin de vérifier que la qualité de l’eau est en permanence dans les normes et d’obtenir une amélioration de la qualité de la vie. Pour cela la société JIRAMA utilise la méthode d’analyse par spectrophotométrie pour la quantification des cations. Aujourd’hui, la chromatographie ionique devient une méthode de choix pour l’analyse de cations alcalins et alcalino-terreux.
Les éléments alcalins et alcalino-terreux jouent un rôle essentiel dans notre organisme. Le sodium par exemple détermine l’équilibre de l’eau entre l’intérieur et l’extérieur des cellules. Le potassium est en équilibre avec le sodium à travers les membranes cellulaires, il règle la teneur en eau de la cellule, il joue un grand rôle dans la transmission de l’influx nerveux. Le magnésium active la défense organique, dynamise les globules blancs. Le calcium intervient dans la coagulation du sang et dans les fonctions neurovégétatives. L’eau apporte une partie de ces éléments dans notre organisme. Cependant, une concentration élevée est néfaste pour notre organisme.
THEORIE SUR LA CHROMATOGRAPHIE IONIQUE
La chromatographie ionique est une technique d’analyse relativement récente [9]. Elle permet de faire une analyse qualitative et une analyse quantitative des espèces ioniques présentes dans un échantillon liquide dépourvu de matières en suspension. Elle fait partie des méthodes de séparation physico-chimiques qui reposent sur l’équilibre de concentrations entre deux phases dont l’une est dite mobile et l’autre dite stationnaire.
La phase mobile est constituée par un milieu aqueux ionique appelé éluant, la phase stationnaire est un solide qui joue le rôle d’échangeur d’ions. L’échange d’ions est assuré par la présence de groupements fonctionnels ionisés greffés en différents sites du solide. Ce mode de séparation est, en général, le plus utilisé en chromatographie ionique. Néanmoins, il existe d’autres modes de séparation telles que la formation de paires d’ions et l’exclusion ionique [10]. Sur le plan de la détection, plusieurs modes de détection sont possibles mais la conductimétrie reste encore la plus utilisée.
Principe général de la chromatographie ionique
La chromatographie ionique est une méthode physique de séparation basée sur les différences d’affinités des substances contenues dans la phase mobile et la phase stationnaire. L’analyse repose sur le principe suivant : un fluide appelé phase mobile ou éluant contenu dans un réservoir est pompé par une pompe à haute pression. La phase mobile parcourt le système en passant par la colonne de séparation avec un débit constant. Cette colonne de séparation qui contient la phase stationnaire tient un rôle important dans le mécanisme de séparation. L’échantillon est injecté à l’entrée de la colonne par une vanne d’injection pneumatique, puis entraîné par la phase mobile dans la colonne de séparation. La phase stationnaire va plus ou moins retenir chacun des constituants de façon sélective de telle sorte que les vitesses de progression soient différentes les unes des autres. A la sortie de la colonne, les ions de même nature sont introduits dans une cellule pour être détectés les uns après les autres suivant leur temps de rétention.
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Table des matières
Introduction générale
I- Principe général de la chromatographie ionique
II- Les parties mises en jeu dans la séparation
II-1- La phase stationnaire
II-1-1- Structure et composition chimique
1) Les phases macroporeuses
a) A base de copolymère
b) A base de silice
2) Les phases pelliculaires
II-1-2- Les groupements fonctionnels
II-2- La phase mobile
III- Principe de la séparation
III-1- Analyse de cations en HPIC
III-2- Analyse d’anions en HPIC
III-3- Les grandeurs caractéristiques de la separation
III-3-1- Le facteur de capacité
III-3-2- Le facteur de sélectivité
III-3-3- Efficacité ou nombre de plateau théorique
III-3-4- La résolution
IV- Principe de la suppression
IV-1- Le suppresseur chimique
IV-1-1- Le premier suppresseur chimique
IV-1-2- Le suppresseur à micromembrane
IV-2- Le suppresseur électrochimique
V- Principe généraux de la détection
V-1- Détection par conductimétrie
V-2- La détection conductimétrique sans suppression
V-3- La détection conductimétrique avec suppression
V-4- Caractéristiques du détecteur
V-4-1- La sensibilité du détecteur
V-4-2- La limite de détection
Conclusion générale
