Quelle est la principale technique d’analyse des gaz ?
Découvrez l’analyse par chromatographie en phase gazeuse, la principale technique d’analyse du gaz.
Pourquoi utiliser la chromatographie en phase gazeuse ?
La Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG) est utilisée dans le monde entier, dans les laboratoires d’analyse et contrôle spécialisés, dans l’industrie telles que la chimie, la pétrochimie, l’alimentaire… ainsi que dans la recherche en sciences. Ce type de chromatographie est couramment utilisé en chimie analytique.
Le principe de la chromatographie en phase gazeuse
En faisant passer un mélange dissous dans une phase mobile", à travers d’une phase stationnaire (contenu spécifique à la typologie des molécules analysées), l'analyte à mesurer est séparé par adsorption sur la phase stationnaire et isolé des autres molécules.
Les principales étapes de l’analyse sont :
- la séparation (injection, colonne capillaire, four),
- l’identification (détection),
- et la quantification (logiciel et ordinateur)
Oven : Four
Detector : Détecteur
Separation : Séparation
Identification : Identification
Quantification : Quantification
Processus utilisé en chromatographie gazeuse (GPC)
La Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG) est une technique d'analyse utilisée pour séparer et détecter les différents composants chimiques présents dans un mélange-échantillon qui peuvent être vaporisés sans se décomposer afin de déterminer leur présence ou leur absence et/ou leurs quantités. Ces composants chimiques sont généralement des molécules organiques ou des gaz.
Une analyse chromatographique comporte 4 étapes :
- Le prélèvement de l'échantillon.
- L'injection de l'échantillon (constituants volatils) : pour ce faire, l'unité d'injection de l'échantillon chauffe l'échantillon liquide et le vaporise selon une température variable) dans le chromatographe.
- La séparation de l'échantillon au travers d’une colonne utilisée pour séparer chaque composé selon un temps variable).
- La détection de l'échantillon. L'échantillon de gaz est prélevé, puis il est introduit dans un flux de gaz inerte appelé gaz vecteur. Le détecteur des composés émet leur concentration sous forme de signaux électriques representés graphiquement dans un chromatogramme. Parmi les détecteurs les plus courants, nous pouvons citer le FID (Détecteur d'Ionisation de Flamme), le TCD (Détecteur de Conductivité Thermique), et le MS (Détecteur de Spectrométrie de Masse).
Rôle des gaz
Les gaz jouent plusieurs rôles très importants dans la Chromatographie en Phase Gazeuse :
- Gaz vecteurs ou porteurs : ils transportent l'échantillon.
- Gaz d'instrumentation : ils font fonctionner l'équipement.
- Gaz d'étalonnage : ils calibrent la méthode.
Les gaz vecteurs les plus couramment utilisés comme vecteurs sont l'Hélium, l'Hydrogène, l'Azote et l'Argon. Leur choix est clé pour obtenir les meilleurs résultats analytiques et dépend de plusieurs facteurs:
- la vitesse de l’analyse,
- la performance (bonne séparation des constituants),
- ainsi que la compatibilité analytique entre le gaz et les composants à analyser.
Les gaz vecteurs doivent être purs (pureté et absence de certaines impuretés particulièrement H20, CnHm…), chimiquement inertes, facilement disponibles à faible coût, sûrs et adaptés à l'échantillon et au détecteur utilisé.
La qualité du gaz doit être sélectionnée en fonction de la précision d'analyse requise (N50- 99,999% pureté- pour les %; N60 - 99,9999% pour les ppm).
Les gaz d'étalonnage sont également importants pour la traçabilité et la précision de la méthode d'analyse. En général, plus il y a de points d'étalonnage dans la courbe d'étalonnage, mieux c'est pour améliorer la précision et réduire l'incertitude associée.
Les méthodes de chromatographie et leurs accréditations
Pour obtenir des résultats cohérents, il est important de suivre une méthode qui permet d'avoir toujours la même configuration et des résultats comparables. Certaines de ces méthodes sont définies par des organismes internationaux (ASTM, ISO...) et d'autres sont accréditées par les entités nationales d'accréditation .
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