La chromatographie ionique | INSTITUT DE PHYSIQUE DU GLOBE DE PARIS

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  La chromatographie ionique

La chromatographie ionique

 

Son principe :

 

Il est fondé sur les propriétés des résines échangeuses d’ions qui permettent une fixation sélective des anions ou des cations présents dans une solution. Sur la résine échangeuse d’ions conditionnée sous forme d’une colonne chromatographique, circule en permanence un éluant. On injecte une très faible quantité de la solution à analyser (50 à 100 ml) et les ions sont fixés sélectivement sur la colonne chromatographique. L’éluant circulant en permanence sur la colonne, les ions sont ensuite progressivement ‘décrochés’ en fonction de leur taille, leur charge et leur degré d'hydratation.
Chaque espèce ionique est ainsi séparée est détectée par conductimétrie à la sortie de la colonne. La concentration de l'espèce ionique dans la solution est directement proportionnelle à la conductivité.
On utilise des colonnes différentes pour analyser les anions et les cations. La Chromatographie Ionique est une méthode particulièrement bien adaptée à l’analyse des anions et cations majeurs des eaux naturelles : Cl-, F-, NO3-, SO4--, Na+, K+, Ca++, Mg++. Ces ions sont ‘conservatifs’ c’est à dire en pratique que leurs abondances ne sont pas modifiées au cours du temps dans les conditions normales de stockage des eaux (flacon bien fermé, réfrigération).
Les autres ions majeurs (HCO3- par exemple), le pH etc. doivent être mesurés avec d’autres techniques de chimie classique (pH métrie, mesure de réserve alcaline etc.) et impérativement lors du prélèvement.

 

Appareillages et analyses :

 

Le laboratoire de Chimie de l’Observatoire de la Soufrière de Guadeloupe ainsi que les laboratoires d’analyse de Paris (Équipe Volcanologie, Équipe Géochimie-Cosmochimie) sont tous équipés de Chromatographes Dionex (double ou simple colonne).

Chromatographie ionique
Chromatographie ionique (Dionex)

L’essentiel de ces analyses est effectué dans le laboratoire de Chimie de l’Observatoire de la Guadeloupe. Une duplication de ces analyses est régulièrement effectuée dans les laboratoires parisiens de l’IPGP pour le contrôle et l’intercomparaison des calibrations des différents Laboratoires.

L’ensemble de ces techniques (Chromatographie Ionique, pH métrie, Réserve alcaline) permet d’avoir très rapidement la composition en éléments majeurs des eaux naturelles et en particulier des sources thermales surveillées de la Soufrière : Bain Jaune, Pas du Roy, Tarade, Galion, Chute du Carbet, Carbet Echelle, Bains Chauds du Matouba, Eaux Vives, Habitation Revel, qui sont prélevées et analysées en moyenne 1 fois par mois.

 

D’autres sources de la Guadeloupe ou d’autres systèmes hydrothermaux des volcans Antillais (Montagne Pelée, Dominique, Montserrat) sont également analysées en utilisant ces techniques, lors de campagnes d’échantillonnages spécifiques.

Les concentrations en Cl-, F- et SO4-- des condensats de gaz volcaniques échantillonnés dans le panache de La Soufrière de Guadeloupe peuvent également être mesurés par chromatographie ionique.

Ces analyses de routine sont régulièrement complétées par des analyses d’éléments traces par ICP-MS (Équipe Volcanologie) et des isotopes de H et O (Équipe Physico-chimie des fluides géologiques). D’autres techniques d’analyses isotopiques sur ces échantillons (isotopes de Cl, Pb etc.) sont en cours de développement ou d’élaboration dans les laboratoires de Physico-chimie des fluides géologiques et Géochimie-Cosmochimie).