Quelle propriété chimique et physique doivent avoir les gaz vecteurs ?

Pour être efficaces, les gaz vecteurs utilisés en chromatographie en phase gazeuse (GC) doivent remplir certaines exigences en matière de propriétés chimiques et physiques.

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Les propriétés chimiques et physiques importantes pour les gaz vecteurs incluent :

Solubilité : Le gaz vecteur doit être suffisamment soluble dans les phases stationnaires pour permettre une séparation efficace.
Inertie : Le gaz vecteur doit être suffisamment inerte pour ne pas réagir avec les composés à analyser.
Pression partielle : La pression partielle du gaz vecteur doit être suffisamment élevée pour permettre un débit adéquat à travers la colonne chromatographique.
Pureté : Le gaz vecteur doit être pur pour éviter les interférences avec les analyses.
Stabilité thermique : Le gaz vecteur doit être stable à la température de la colonne chromatographique pour éviter les perturbations.

Le gaz vecteur le plus couramment utilisé dans les systèmes chromatographes est l'hélium, car il répond à ces exigences. Cependant, d'autres gaz vecteurs, tels que l'azote, le l'hydrogène et l'argon peuvent également être utilisés en fonction des exigences spécifiques de l'analyse.

Les gaz vecteurs sont un élément clé de la chromatographie en phase gazeuse (CG) pour transporter l'échantillon (conduit) à travers la colonne (dans une température potentiellement élevée, 300 a 350ºC), dans laquelle la phase stationnaire est un mécanisme qui facilite la séparation des constituant jusqu’au détecteur. Le caractère inerte est fondamental pour éviter toute réaction avec les composants de l'échantillon (mélange de différents constituants) et sa modification, ce qui altère le résultat final de l'analyse.

Étant donné que les colonnes capillaires développées, couramment utilisées aujourd'hui ont des débits plus faibles, et que les températures du four et de la colonne sont assez élevées (>300ºC), la qualité des gaz vecteurs est très importante.

Les gaz les plus courants sont l'hélium, l'argon, l'azote et l'hydrogène. Actuellement, le plus utilisé est l'Hélium en raison de ses propriétés chimiques inertes. De plus c'est l'un des gaz les moins réactifs. L'hydrogène a également une basse réactivité, mais c'est un gaz inflammable. Les deux permettent une très bonne vélocité et séparation des composants et des temps de rétention. L'application d'un gaz vecteur dépend de la composition de l'échantillon (contenu) et de son interaction potentielle avec celui-ci.

Il faut également tenir compte du fait que les différentes méthodes chromatographiques sont basées sur un gaz porteur spécifique. Avant de prendre une décision, il est donc important de vérifier la méthode validée.

Gaz vecteur	Avantages	Technique
Hélium	Très inerte. Ne réagit pas avec les analytes. La majorité des méthodes sont construites avec de l'He. Grande utilisation.	Coût plus élevé que celui d'autres gaz. Sources plus complex
Hydrogène	Faible coût. Séparation efficace dans le temps. Reste efficace à des vitesses de gaz élevées.	Peut former un mélange explosif avec l'air. Peut réagir catalytiquement avec des composés insaturés.
Azote	Faible coût. Très inerte. Ne réagit pas avec les analytes Ininflammable. Facile à trouver.	Lenteur pour atteindre une efficacité élevée. Gamme étroite pour une efficacité maximale. Sensibilité réduite.