1ere chimie G 2

• Objectifs de la chimie analytique :

  1. Séparation des constituants d'un échantillon de matière
  2. identification de l´échantillon
  3. détermination de leurs quantités relatives
• types d´analyses possibles

  • analyse qualitative
  • analyse quantitative
  • analyse structurale
  • analyse élémentaire
  • analyse moléculaire
• Analyse qualitative : identifier la nature des éléments ou des substances
• analyse quantitative: déterminer la quantité ou la concentration d´une substance
• analyse structurale: Donner la structure d´un sucre par exemple. Les isomeres des sucres dépendent de la place des OH (aux extrémités ou au milieu)
• Analyse élémentaire : mesurer une propriété atomique, la nature et le % des éléments (formule brute ou centésimale)
• Analyse moléculaire : mesurer la propriété de la molécule. Caractérisation des molécules présentes dans l'échantillon (formule, structure)
• Déroulement d'une analyse

  1. Définir les exigences.
  2. Choisir la méthode en fonction de la nature de l´échantillon
  3. Vérifier les mesures
• méthode chimique: Groupe fonctionnels, cations, anions
• méthode biochimique: utilisation des enzymes, d´anticorps monoclonaux
• Méthode instrumentale : chromatographie, spectroscopie. Transforment une information physique en signal électrique (numérique)
• Isoler et purifier avant d'analyser :

  • Décantation et filtration (grand ou nanofiltre)
  • Extraction par solvant
  • Distillation
  • Cristallisation : il faut avoir une constante de solubilité. Il y a des protéines qui ne se cristallisent pas
  • Chromatographie
• Avec la spectroscopie, on étudie :

  • La structure des molécules biologiques
  • Les fonctions et les mécanismes de régulation des systèmes biologiques
  • Les dérèglements conduisant aux pathologies
• distillation:

  • État liquide vers état vapeur
  • Séparation des constituants d´un mélange liquide
  • lois qui réglent l'équilibre liquide-vapeur d'un corps pur 


  La pression augmente avec la température et c'est indépendant de la quantité de liquide présente.
• Vaporisation à l'air libre à température constante : évaporation

  • Plus on chauffe, plus on va évaporer
  • La température augmente et la pression augmente aussi.
  • la vitesse d´evaportaion augmente quand la pression de vapeur s´eloigne de Po 


  vaporisation totale à l´air libre par élévation de la température : distillation à température d'ébullition.
• Mélanges azétropiques : mélange qui se comporte comme un corps pur, donc c'est impossible à séparer. C'est à cause des liaisons faibles
• cristallisation:

  • Empiler en 3D des suites de molécules qui feront des cristaux.
  • C'est fait à partir d´une solution saturée.
  • il faut connaitre la constante de solubilité
  • La solubilité diminue lors de la formation de cristaux
• 4 manières de faire la cristallisation:

  1. Par refroidissement : solution saturée quand la température diminue
  2. ajout du antisolvant (=non solvant) : solubilité diminue, sursaturation augmente
  3. evaporation
  4. Réactif → précipitation (neutralisation acide-base)
• chromatographie:

  • Mélange de plusieurs composés

  1. Il y a une phase mobile (liquide ou gaz).
  2. Il y a une phase stationnaire (solide).
  3. Séparation de chaque composé


  Le choix du solvant est très important. Plus le solvant est polaire, plus la vitesse d´action est rapide
• Chromatographie par adsorption (sur gel de silice) marche sur les molécules chimiques

  • ce n´est pas réutilisable
• chromatographie par exclusion de masse: utilisé pour les molécules biologiques

  • C'est réutilisable
• chromatographie par échange de ions
• Spectre électromagnétique :

  • La lumière est une onde électromagnétique
• Une onde est définie par 2 longueurs:

  • longueur d´onde
  • fréquence
• une onde a :

  • 1 composante due au champ électrique (oscille)
  • 1 composante due au champ magnétique (oscille)
  • 1 direction de propagation
• l'énergie se transmet à travers l´espace
• Chaque molécule a une longueur d'onde qui lui est propre.
• couleurs:

  • chaque couleur a une longueur d´onde et une fréquence différente
• longeur d´onde:

  • 0.01 nm: radiation
  • 1 nm: rayons X
  • 100 nm: laser/ultraviolet
  • 400 nm - 700 nm: domaine visible
  • 1 mm-1cm : infrarouge
  • 1cm - 1km : ondes radio
• Influence de la température :

  • Incandescence : émission de lumière due à la température (fer devinet rouge à 1000 C)
  • le corps noir emet des rayonnements électromagnétiques
  • UV: Ultraviolet = rayons du soleil
  • Visible: couleurs, photos etc
  • IR : Infrarouge. on sent la chaleur
• Absorption de la lumière : un photon est absorbé par un électron qui passe dans une orbitale d´energie supérieure
• Émission de la lumière : caractérisée par la longueur d'onde

  • C'est le phénomène inverse de l'absorption de la lumière.
  • l´electron retourne dans son orbitale initiale, plus stable en émettant de l´energie excedentaire sous forme de lumière
• Spectres atomiques dans l'UV-visible :

  • Chaque ion/atome possède un nombre élevé de niveaux d'énergie → spectre caractéristique avec beaucoup de raies fines
  • Toutes les transitions ne sont pas permises. Il y a des regles de selection qui sont dictées par la mécanique quantique
• transition sigma-sigma*:

  • orbitales atomiques très stables -> orbitale sigma
  • Grande différence d'énergie
  • UV =130 nm = longueur d´onde
  • hydrocarbures saturés

  
• transition n-sigma*

  • molécules avec atomes avec doublets libres
  • énergie inférieur à sigma-sigma*
  • longueur d´onde : 150-250 nm

  
• transition n-pi*:

  • systeme insaturé avec un atome avec des doublets
  • insaturation: liaisons doubles ou triples
  • longueur d´onde : 270 - 290 nm

  
• transition pi-pi*

  • composés possédant une liaison double ou triple
  • longueur d´onde : 170 nm
  • bande forte d´absorption

  
• Les bandes larges sont causées par des transitions vibrationnelles.

  • excitation des molécules/ions
• Groupement chromophore :

  • Groupement qui absorbe la lumière
  • molécule colorée
  • Complexes de métaux de transition
  • Systemes PI conjugués -> nuage électronique délocalisé
• Groupement auxochrome :

  • Groupement saturé (hybridations sp3)
  • lié à un chromophore
  • Modifie la longueur d´onde
  • Augmente l´intensité de l´absorption maximale