QCM : Méthodes chromatographiques (19 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Sur quel principe repose la séparation des constituants par chromatographie ?

Leur transformation chimique au contact d’une phase stationnaire réactive
Leur précipitation successive dans une phase mobile homogène
Leur distribution entre une phase stationnaire et une phase mobile non miscibles
Leur séparation selon leur masse dans deux phases miscibles

Leur distribution entre une phase stationnaire et une phase mobile non miscibles

Explication

La chromatographie sépare les constituants selon leur distribution entre deux phases non miscibles, dont l’une est stationnaire et l’autre mobile. Une précipitation successive ne décrit pas ce principe de séparation.

2. En chromatographie sur plaque et en chromatographie sur colonne, quel repère caractérise respectivement un constituant séparé ?

Sa quantité déposée sur la plaque, puis sa solubilité dans la colonne
Sa vitesse dans la phase stationnaire, puis sa couleur dans la colonne
Son temps de rétention sur la plaque, puis sa position dans la colonne
Sa position sur la plaque, puis son temps de rétention dans la colonne

Sa position sur la plaque, puis son temps de rétention dans la colonne

Explication

Sur une plaque, la position du constituant sert de repère, tandis qu’en colonne, on utilise son temps de rétention. Le temps de rétention est donc associé à la colonne, et non à la plaque.

3. Quel développement chromatographique Ismailov et Shraiber réalisent-ils en 1938 ?

La chromatographie de partage
La chromatographie en phase liquide à haute performance
La chromatographie en phase gazeuse sur colonnes remplies
La chromatographie sur couche mince

La chromatographie sur couche mince

Explication

Ismailov et Shraiber développent la chromatographie sur couche mince en 1938. La chromatographie de partage est associée à Martin et Synge en 1941.

4. Quelle méthode James et Martin développent-ils en 1952 ?

La chromatographie sur couche mince
La chromatographie en phase liquide à haute performance
La chromatographie de partage
La chromatographie en phase gazeuse sur colonnes remplies

La chromatographie en phase gazeuse sur colonnes remplies

Explication

En 1952, James et Martin développent la chromatographie en phase gazeuse sur colonnes remplies. La chromatographie en phase liquide à haute performance est associée à Giddings et Kirkland en 1968.

5. Pour classer une méthode chromatographique, quels critères peut-on prendre en compte ?

La nature des constituants, la température, la durée de l’analyse et la finalité
La nature des phases, le procédé, le phénomène de séparation et la finalité
La forme des molécules, le détecteur, le débit de la phase mobile et le support
La composition du mélange, la pression, la quantité injectée et la longueur de la colonne

La nature des phases, le procédé, le phénomène de séparation et la finalité

Explication

La classification peut s’appuyer sur la nature des phases, le procédé, le phénomène de séparation et la finalité, par exemple analytique ou préparative. La température et la durée peuvent intervenir dans une méthode, mais ne constituent pas les quatre critères de classification indiqués.

6. Un laboratoire veut doser les substances d’un échantillon, puis en récupérer un produit séparé. Quelles finalités chromatographiques répondent à ces deux objectifs, dans cet ordre ?

La chromatographie analytique quantitative, puis la chromatographie analytique qualitative
La chromatographie préparative, puis la chromatographie analytique qualitative
La chromatographie analytique qualitative, puis la chromatographie analytique quantitative
La chromatographie analytique quantitative, puis la chromatographie préparative

La chromatographie analytique quantitative, puis la chromatographie préparative

Explication

La chromatographie analytique quantitative sert à doser les substances, tandis que la chromatographie préparative vise à séparer les produits pour les récupérer. La méthode qualitative identifie et caractérise les substances, mais ne correspond pas à l’objectif de dosage.

7. Pourquoi les constituants d’un mélange migrent-ils à des vitesses différentes en chromatographie ?

Le déplacement de la phase mobile perturbe l’équilibre des interactions faibles entre les solutés et les deux phases.
La phase mobile transforme chimiquement chaque soluté à une vitesse qui dépend de sa structure.
La phase stationnaire impose une vitesse constante à chaque soluté, indépendamment de la phase mobile.
Les solutés migrent à des vitesses différentes parce que leur masse détermine directement leur vitesse dans la colonne.

Le déplacement de la phase mobile perturbe l’équilibre des interactions faibles entre les solutés et les deux phases.

Explication

Les interactions faibles et non covalentes entre le soluté et les phases mobile et stationnaire sont continuellement perturbées par le déplacement de la phase mobile, entraînant des vitesses de migration différentes. La masse du soluté ne décrit pas à elle seule ce mécanisme d’équilibre entre phases.

8. Quelle distinction caractérise l’adsorption par rapport à l’absorption ?

L’adsorption est une réaction chimique, tandis que l’absorption correspond à une migration dans une phase mobile.
L’adsorption est un partage entre phases, tandis que l’absorption se produit à la surface d’un matériau.
L’adsorption est un phénomène de surface, tandis que l’absorption correspond à un partage entre phases.
L’adsorption concerne les gaz, tandis que l’absorption concerne les solutés dissous dans un liquide.

L’adsorption est un phénomène de surface, tandis que l’absorption correspond à un partage entre phases.

Explication

L’adsorption se déroule à la surface d’un matériau, alors que l’absorption désigne un phénomène de partage entre phases. L’inversion de ces deux définitions constitue une confusion fréquente, mais attribue à chaque phénomène le mécanisme de l’autre.

9. Quelle association décrit correctement les trois types d’interactions de Van der Waals ?

Keesom entre dipôle permanent et dipôle induit, Debye entre dipôles instantanés, London entre dipôles permanents.
Keesom entre dipôles permanents, Debye entre dipôle permanent et dipôle induit, London entre dipôles instantanés.
Keesom entre dipôles instantanés, Debye entre charges ioniques, London entre dipôles permanents.
Keesom entre charges ioniques, Debye entre dipôles permanents, London entre dipôle permanent et dipôle induit.

Keesom entre dipôles permanents, Debye entre dipôle permanent et dipôle induit, London entre dipôles instantanés.

Explication

Keesom met en jeu des dipôles permanents, Debye un dipôle permanent et un dipôle induit, et London des dipôles instantanés. L’attribution des dipôles permanents à London est plausible, mais correspond en réalité aux interactions de Keesom.

10. Pourquoi la polarité seule ne suffit-elle pas à décrire complètement les interactions d’un solvant avec les solutés ?

Parce qu’elle indique la proticité du solvant, mais ne renseigne pas sur sa capacité à dissoudre les solutés.
Parce qu’elle mesure la force éluante, laquelle dépend exclusivement de la nature de la phase stationnaire.
Parce qu’elle décrit la capacité de solvatation, mais ne résume pas toutes les interactions physico-chimiques en jeu.
Parce qu’elle mesure uniquement la capacité du solvant à dissocier les ions, sans décrire sa solvatation.

Parce qu’elle décrit la capacité de solvatation, mais ne résume pas toutes les interactions physico-chimiques en jeu.

Explication

La polarité renseigne sur la capacité d’un solvant à solvater les solutés, mais un seul paramètre ne caractérise pas toutes les interactions possibles. La dissociation des ions constitue un aspect lié notamment à la constante diélectrique, et ne remplace pas la description plus large de la solvatation.

11. Quels critères permettent de caractériser les solvants dans cette classification ?

La polarité, le caractère dissociant associé à la constante diélectrique et la proticité liée aux liaisons hydrogène.
La polarité, la viscosité et la masse molaire, qui déterminent ensemble la capacité de solvatation.
La constante diélectrique, la miscibilité avec l’eau et la force éluante, qui déterminent la proticité.
La proticité, la densité et la température d’ébullition, qui définissent le caractère dissociant du solvant.

La polarité, le caractère dissociant associé à la constante diélectrique et la proticité liée aux liaisons hydrogène.

Explication

Les solvants sont décrits par leur polarité, leur caractère dissociant lié à la constante diélectrique et leur proticité, c’est-à-dire leur aptitude à former des liaisons hydrogène. La viscosité peut caractériser un solvant, mais elle ne remplace pas ces trois critères dans cette classification.

12. Que représente la force éluante ε0\varepsilon_0 en chromatographie d’adsorption ?

La proportion de soluté dissoute dans l’éluant, exprimée par l’énergie de partage entre deux phases liquides.
La capacité de l’éluant à faire migrer les solutés, liée à l’énergie libre d’adsorption du solvant par unité de surface.
La vitesse de circulation de l’éluant, déterminée par l’énergie nécessaire pour traverser la phase stationnaire.
La capacité de la phase stationnaire à retenir les solutés, mesurée par l’énergie libre d’adsorption du soluté.

La capacité de l’éluant à faire migrer les solutés, liée à l’énergie libre d’adsorption du solvant par unité de surface.

Explication

La force éluante exprime la capacité de l’éluant à faire migrer les solutés et, en chromatographie d’adsorption, correspond à l’énergie libre d’adsorption du solvant par unité de surface. L’énergie d’adsorption du soluté concerne plutôt son interaction avec la phase stationnaire, et ne définit pas directement cette grandeur.

13. Dans une chromatographie d’adsorption liquide-solide, quels matériaux constituent les deux phases ?

Un solide adsorbant comme la silice pour la phase stationnaire et un éluant liquide pour la phase mobile.
Un liquide immobilisé pour la phase stationnaire et un gaz vecteur pour la phase mobile.
Un support gazeux pour la phase stationnaire et un liquide adsorbant pour la phase mobile.
Un éluant liquide pour la phase stationnaire et un solide adsorbant pour la phase mobile.

Un solide adsorbant comme la silice pour la phase stationnaire et un éluant liquide pour la phase mobile.

Explication

En chromatographie d’adsorption liquide-solide, la phase stationnaire est un solide adsorbant, par exemple la silice, tandis que la phase mobile est un éluant liquide. Un liquide immobilisé sur un support correspond plutôt à la phase stationnaire de la chromatographie de partage.

14. Dans une chromatographie d’adsorption, quel effet produit une interaction plus forte entre un soluté et la phase stationnaire ?

Elle réduit la rétention du soluté, car le flux mobile favorise son adsorption sur la phase stationnaire.
Elle augmente la rétention du soluté, tandis que le flux mobile renouvelle l’équilibre adsorption-désorption.
Elle interrompt l’équilibre adsorption-désorption, car le soluté reste lié de façon irréversible au solide.
Elle accélère la migration du soluté, car une adsorption forte empêche sa désorption dans l’éluant.

Elle augmente la rétention du soluté, tandis que le flux mobile renouvelle l’équilibre adsorption-désorption.

Explication

Le flux de phase mobile déplace continuellement l’équilibre entre adsorption et désorption, et une interaction plus forte avec la phase stationnaire accroît la rétention. Une adsorption irréversible empêcherait les échanges nécessaires à cette chromatographie et n’est donc pas le mécanisme décrit.

15. Un composé polaire est séparé d’un composé moins polaire : quel mode retient davantage le composé polaire ?

La phase inverse, car sa phase stationnaire polaire retient davantage les composés polaires.
La phase inverse, car sa phase stationnaire apolaire retient davantage les composés polaires.
La phase normale, car sa phase stationnaire apolaire retient davantage les composés les moins polaires.
La phase normale, car sa phase stationnaire polaire retient davantage les composés polaires.

La phase normale, car sa phase stationnaire polaire retient davantage les composés polaires.

Explication

En phase normale, la phase stationnaire est polaire et retient davantage les composés polaires; en phase inverse, la phase stationnaire apolaire retient davantage les composés moins polaires. Attribuer la rétention des composés polaires à la phase inverse confond les polarités des phases et des solutés favorisés.

16. Quel principe permet à la chromatographie sur couche mince de séparer les substances ?

Leur migration différentielle entre un adsorbant déposé sur un support plan et un éluant mobile
Leur filtration selon la taille des molécules à travers une membrane plane
Leur volatilisation différentielle entre une plaque chauffée et un gaz vecteur
Leur précipitation sélective à partir d’un adsorbant immergé dans un éluant

Leur migration différentielle entre un adsorbant déposé sur un support plan et un éluant mobile

Explication

Les substances migrent différemment selon leurs interactions avec la couche adsorbante et la phase mobile constituée par l’éluant. La volatilisation avec un gaz vecteur relève d’un autre principe chromatographique.

17. Pour vérifier l’avancement d’une réaction par CCM, quelles pistes faut-il comparer après élution et visualisation ?

Le produit de départ, un solvant pur et une référence de l’éluant utilisé pour la séparation
Un prélèvement du mélange réactionnel, un témoin d’adsorbant et une référence du produit de départ
Le produit de départ, un prélèvement du mélange réactionnel et, si elle est connue, une référence du produit final
Le produit final isolé, un prélèvement du mélange réactionnel et une référence de la phase mobile

Le produit de départ, un prélèvement du mélange réactionnel et, si elle est connue, une référence du produit final

Explication

La comparaison de ces dépôts permet notamment de repérer la disparition du produit de départ et de comparer le mélange réactionnel au produit final connu. Un solvant pur ne remplace pas la référence du produit final dans ce suivi.

18. Avant de purifier un mélange sur colonne de gel de silice, comment la CCM aide-t-elle à préparer l’expérience ?

Elle détermine directement la masse du produit isolé et le volume total de solvant à évaporer
Elle guide le choix de la quantité de silice, de l’éluant et de la taille des tubes de récolte
Elle indique la pression à appliquer, le diamètre des grains et la méthode d’analyse du produit
Elle fixe la température de la colonne, le débit de l’éluant et la durée de séchage de la silice

Elle guide le choix de la quantité de silice, de l’éluant et de la taille des tubes de récolte

Explication

Une étude préalable par CCM sert à choisir la quantité de silice, l’éluant et la taille des tubes de récolte. Elle ne détermine pas directement la masse finale de produit ni le volume de solvant à évaporer.

19. Lors d’une purification courante sur colonne de silice non modifiée, comment fait-on évoluer l’éluant ?

On alterne des éluants polaires et apolaires sans progression graduelle
On commence avec un éluant polaire, puis on diminue sa polarité par gradient
On maintient un éluant apolaire constant pendant toute la séparation
On commence avec un éluant apolaire, puis on augmente sa polarité par gradient

On commence avec un éluant apolaire, puis on augmente sa polarité par gradient

Explication

La silice non modifiée est polaire : on utilise généralement un éluant initialement apolaire, puis on augmente sa polarité par gradient. Commencer par un éluant polaire inverse cette progression habituelle.

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Qu’est-ce que la chromatographie ?

Une méthode physique séparant les constituants d’un mélange par distribution entre deux phases non miscibles.

Comment se déplacent les constituants séparés en chromatographie ?

Ils migrent à des vitesses différentes dans la phase mobile.

Comment caractérise-t-on les constituants en chromatographie sur plaque ?

Par leur position sur la plaque.

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