À propos de cette expérience
Une demande de rançon a été écrite à l’encre noire, et quatre suspects possèdent chacun un stylo noir différent. La plupart des encres sont des mélanges de plusieurs colorants, que la chromatographie sur papier permet de séparer. Un solvant imprègne le papier et entraîne chaque colorant avec lui ; les colorants qui adhèrent moins au papier et se dissolvent mieux parcourent une plus grande distance. Dépose l’encre de la note et celle des quatre stylos sur une ligne de départ tracée au crayon, fais migrer le solvant, de l’eau ou de l’éthanol, sur le papier, mesure les valeurs de Rf et trouve le stylo qui a servi à écrire la note.
Objectifs pédagogiques
- Décris comment mettre en place une chromatographie sur papier et explique chaque précaution.
- Explique la séparation en fonction de la solubilité dans le solvant et de l’attraction exercée par le papier.
- Calcule les valeurs de Rf à partir des distances mesurées.
- Utilise un chromatogramme pour identifier les composants d’un mélange et associer des échantillons inconnus.
- Explique pourquoi le solvant influe sur le résultat.
Comment l’utiliser
- 1Avant de commencer, prédis : chaque encre noire restera-t-elle sous la forme d’une seule tache ou se séparera-t-elle ?
- 2Lance l’expérience avec de l’eau comme solvant. Observe le front du solvant. Monte-t-il à vitesse constante ?
- 3À la fin de la migration, compte les taches dans chaque piste. Quelles encres sont des mélanges ?
- 4Appuie sur les taches pour les mesurer. Note la distance parcourue par chaque tache et par le front du solvant, puis calcule le Rf.
- 5Détermine quel stylo a écrit la note X et sélectionne-le. Justifie ta réponse à l’aide des valeurs de Rf, et pas seulement des couleurs.
- 6Répète la migration avec de l’éthanol. Quel colorant migre le plus loin cette fois ? Pourquoi l’ordre change-t-il ?
- 7Active l’erreur : le solvant dépasse la ligne de départ. Qu’arrive-t-il aux taches ?
Le modèle
Hypothèses
- Les valeurs de Rf sont données à titre indicatif et ont été choisies pour permettre une bonne séparation. Les valeurs réelles dépendent du papier, de la température et du solvant exact.
- Chaque colorant conserve le même Rf sur toute la hauteur du papier. Les taches s’étalent au fur et à mesure de leur migration, comme sur du vrai papier.
- La ligne de départ est tracée au crayon, qui ne se dissout pas. La migration s’arrête lorsque le front se trouve à 1 cm du haut.
- Si le solvant recouvre la ligne de départ, les colorants se dissolvent dans le solvant du récipient au lieu de monter.
À essayer en classe
- Q1Une tache se déplace de 4,2 cm tandis que le front du solvant parcourt 10,5 cm. Quelle est sa valeur de Rf ?
- Q2Pourquoi la ligne de départ est-elle tracée au crayon et non à l’encre ?
- Q3Pourquoi le niveau du solvant doit-il être en dessous de la ligne de départ ?
- Q4Une substance reste sur la ligne de départ dans l’eau. Propose une explication et indique ce que tu pourrais changer pour la faire migrer.
- Q5Pourquoi met-on souvent un couvercle sur le récipient pendant la migration ?
Foire aux questions
Pourquoi comparer les valeurs de Rf plutôt que les couleurs seules ?
Des colorants différents peuvent avoir des couleurs très similaires. Deux colorants sont probablement la même substance uniquement s’ils ont la même valeur de Rf dans le même solvant, idéalement dans plusieurs solvants.
Quelles sont les phases stationnaire et mobile ?
La phase stationnaire est le papier (plus précisément, l’eau retenue dans les fibres de cellulose). La phase mobile est le solvant qui monte à travers celui-ci. Chaque substance se répartit entre les deux phases, et cet équilibre détermine sa valeur de Rf.
Une substance pure peut-elle produire plusieurs taches ?
Non. Une substance pure donne une seule tache dans chaque solvant. Plus d’une tache signifie qu’il s’agit d’un mélange, même si deux substances peuvent se retrouver par hasard au même endroit ; une seule tache ne prouve donc pas la pureté.