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Les ions sulfate et chlorure sont déterminés dans de l'éthanol dénaturé utilisant la chromatographie ionique à échange d'anions selon ASTM D7319.

Le contrôle de qualité et de procédés des biocarburants requiert des méthodes d'analyse directes, rapides et précises. La chromatographie ionique (CI) est la méthode idéale dans ces cas-là. Les traces d'anions dans l'essence/éthanol sont déterminées précisément, dans le domaine des sub-ppb, après la technique d'élimination de matrice de Metrohm (Inline Matrix Elimination) en utilisant la chromatographie anionique avec détection de conductivité, après suppression séquentielle. Alors que les analytes anioniques sont retenus sur la colonne de préconcentration, la matrice interférente organique essence/bioéthanol est éliminée.Les métaux alcalins nuisibles et les métaux alcalino-terreux extractibles à l'eau présents dans les biocarburants sont déterminés dans le domaine des sub-ppm, en utilisant la chromatographie cationique avec détection de conductivité directe, avec l'extraction automatique à l'acide nitrique et la technique de dialyse Metrohm Inline Dialysis. À la différence des substances de haute molécularité, les ions dans la matrice de force ionique élevée, diffusent à travers la membrane dans la solution acceptante aqueuse, de basse ionicité. Dans les échantillons de réacteurs de gaz biologique, les acides organiques de poids moléculaire faible sont issus de la dégradation biologique des matériaux organiques. Leur profil permet de tirer des conclusions importantes sur la conversion de la réaction de digestion anaérobique. Les acides gras volatiles et le lactate peuvent être déterminés de manière précise, en utilisant la chromatographie ionique à exclusion ionique avec détection de conductivité avec suppression, après dialyse en ligne ou filtration.

La combinaison entre 850 Professional IC, 858 Professional Sample Processor, Dosino et le logiciel MagIC NetTM offre une diversité sophistiquée de techniques de préparation d'échantillons par chromatographie ionique. La dilution en ligne automatisée des échantillons représente l'une d'entre elles.Après la première injection d'échantillon, le logiciel MagIC NetTM vérifie si la surface du pic de l'échantillon se situe bien à l'intérieur du domaine de calibrage. Si le pic mesuré est en dehors de ces limites, le logiciel calcule le facteur de dilution approprié, dilue et ré-injecte automatiquement l'échantillon. Pour tous les ions analysés (Li+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, F-, Cl- , NO2-, Br-, NO3-, SO42- ), la dilution automatique logique a permis d'obtenir des coefficients de détermination (R2) supérieurs à 0.9999. Les résultats obtenus par injection directe pour les cations et anions étaient de l'ordre de 98.6…99.5% et 93.4…100.4%, respectivement. En revanche, après dilution logique, les résultats pour les cations et anions se situaient entre 100.1…102.9% et 98.2…102.6%, respectivement. Les déviations relatives standard pour toutes les déterminations prenant en compte les solutions d'échantillons diluées étaient inférieures à 0.91%.

Le défi analytique traité dans ce travail consiste à détecter des quantités de bromure, sulfate, acides monocarboxyliques aliphatiques et différents métaux alcalino-terreux, en présence de concentrations très élevées de sodium et chlorure, dans la gamme des sub-ppm. Les ions bromure, sulfate, acétate et butyrate peuvent être déterminés de manière sure par détection de conductivité avec suppression. Le propionate ne peut être détecté que qualitativement, à cause des effets de matrice. Ce problème peut être solutionné en couplant le chromatographe ionique (CI) au détecteur de spectrométrie de masse (MS). Cette combinaison réduit les interférences de matrice et augmente la sensibilité. Les cations magnésium, baryum et strontium sont déterminés par détection de conductivité sans suppression.

L'étude des effets défavorables de la pollution de l'air requiert des mesures en semi-continu à la fois rapides et précises, des espèces inorganiques dans des aérosols et les composants de leur phase gazeuse dans l'air ambiant. Les appareils les plus prometteurs, souvent nommés instruments collecteurs de vapeur, sont les PILS (particle-into-liquid sampler) couplés aux analyseurs de chimie humide, tels que la chromatographe (CI) cationique et/ou anionique et l'instrument de Monitoring pour AeRosols et GAses (MARGA) avec deux CI intégrés. Les deux instruments comprennent des dénudeurs de gaz, un soi-disant «condensation particle growth sampler, ainsi que des pompes et des unités de contrôle. Alors que PILS utilise deux dénudeurs fixés consécutifs et une chambre de type «downstream growth chamber, le système MARGA est composé d'un Wet Rotating Denuder (WRD) et d'un Steam-Jet Aerosol Collector (SJAC). Bien que les samplers d'aérosol des systèmes PILS et MARGA utilisent différents assemblages, tous deux appliquent la technique dénommée «growing aerosol particles into droplets dans un environnement supersaturé en vapeur d'eau. Mélangées préalablement à de l'eau transporteuse, les gouttelettes collectées continuellement alimentent les boucles d'échantillonnage ou colonnes de préconcentration pour les analyses CI en ligne. Alors que le système PILS a été développé pour les échantillons aérosols seulement, le système MARGA permet une détermination des gaz solubles à l'eau. Comparativement aux dénudeurs classiques, qui enlèvent les gaz des échantillons d'air avant la chambre de croissance, le système MARGA collecte les espèces gazeuses dans un WRD pour analyse inline. Comparativement aux gaz, les aérosols disposent de vitesses de diffusion basses et ne se dissolvent ni dans les dénudeurs PILS, ni dans les WRD. Une sélection appropriée des conditions de chromatographie ionique de PILS-CI permet de réaliser une détermination précise, en 4 à 5 minutes, des sept espèces inorganiques majeures (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, NO3- et SO4 2-) dans des particules fines d'aérosol. Avec des temps d'analyse supérieurs (10-15 minutes), même des acides organiques de poids moléculaires faibles, tels que l'acétate, le formiate et l'oxalate peuvent être analysés. MARGA permet en plus la détermination simultanée de HCl, HNO3, HNO2, SO2 et NH3.Les systèmes PILS et MARGA permettent des mesures indépendantes en semi-continu, à long terme (1 semaine) et la détermination de polluants particuliers dans la gamme du ng/m3.

Le défi analytique traité dans ce travail consiste à détecter des concentrations (ppb) de bromure en présence de matrices très chargées en chlorure. Ce problème a pu être résolu en séparant les ions bromure de la fraction majeure de la matrice de chlorure éluant relativement tôt (plusieurs g/L), en appliquant deux séparations chromatographiques séquentielles sur la même colonne. Après la première séparation, la fraction majeure de la matrice interférente est rincée et éliminée, alors que les anions éluant plus tard sont orientés vers une colonne de préconcentration retenant les anions. Après élution en contre-courant, les ions bromure sont séparés efficacement des résidus chlorures marginaux. Les courbes de calibrage à quatre points pour les ions bromure et sulfate sont linéaires dans une gamme de 10…100 µg/L et 200…800 µg/L, avec des coefficients de corrélation de 0.99988 et 0.99953, respectivement. La méthode décrite ici requiert seulement une seconde vanne d'injection et une colonne de préconcentration, pour permettre de solutionner ce problème de séparation exigeant.

Différentes procédures de contrôle, telles que la détermination de l'indice d'acidité et d'iode dans le biodiesel, ainsi que l'analyse des chlorures et sulfates dans le bioéthanol sont décrites.

La combinaison d’un 850 Professional IC, 858 Professional Sample Processor, Dosino et du logiciel MagIC NetTM offre une grande variété de techniques automatisées de préparation d’échantillon par chromatographie ionique et de calibrage disponibles en tant que système pour anions, cations ou bicanal. Le calibrage est simple et n’exige qu’une solution standard multi-ions. Le calibrage in-line permet de calibrer toute concentration de solution standard en ppt à l’aide d’une solution standard stable et unique au niveau du ppb. Au moyen d’une colonne de préconcentration et de la commutation des valves à une, deux ou plusieurs reprises, il est possible de créer différentes concentrations de calibrage à l’état d’ultra-traces avec une reproductibilité sans précédent. La technique de préconcentration in-line fait appel à une colonne de préconcentration et est parfaitement adaptée à l’analyse de traces dans des matrices complexes, en particulier lorsqu’elle est associée une élimination de matrice. En plus de faciliter la préparation de graphiques d’étalonnage g/L à ng/L, les techniques intelligentes de Metrohm sont en mesure de prendre des décisions logiques Alors que la technique intelligente Partial Loop de Metrohm (MiPT) permet d’utiliser des échantillons avec une large gamme de concentrations pour l’injection sans dilution manuelle préalable, la technique de dilution in-line intelligente, après la première injection d’échantillon, compare les zones de pics, calcule le facteur de dilution si nécessaire, opère la dilution et ré-injecte automatiquement l’échantillon. Les techniques in-line présentées permettent d’écourter les durées, de réduire les erreurs et de rationaliser la préparation manuelle onéreuse des solutions standard. Elles garantissent que les concentrations d’échantillon déterminées se situent toujours dans la plage de calibrage. Un débit d’échantillon plus élevé au même titre que des coûts d’analyse réduits et une plus grande fiabilité des données sont obtenus.

Le défi analytique traité dans le présent document consiste en la détermination de chlorure, phosphate et sulfate en présence de matrices d’échantillons difficiles qui interagissent avec la phase stationnaire de la colonne ou la rende même inutilisable. La dialyse dite « Stopped-flow » brevetée de Metrohm couplée au nouveau 881 Compact IC pro ion chromatograph remédie à ces inconvénients. Deux solutions standard couvrant les gammes de concentration de 1,0 à 3,6 mg/L et de 10 à 36 mg/L, ainsi que deux échantillons, du lait et de la poudre de lait pour bébé, portés à une ultra-haute température (UHT) ont été caractérisés en termes de concentration en analyte, d’écart-type relatif, de qualité du calibrage et de taux de récupération. Alors que les courbes de calibrage à cinq points ont abouti à des coefficients de corrélation (R) supérieurs à 0,9999, le report (entre deux injections successives d’un échantillon concentré et à blanc) était inférieur à 0,49 %. Les récupérations de solution standard de concentrations faibles (de 10 à 36 mg/L) et de fortes concentrations (de 1,0 à 3,6 mg/L) se situaient respectivement entre 91 et 99 % et 94 et 100 %. La dialyse compacte automatisée à flux interrompu (stopped-flow) est une technique de préparation d’échantillons de pointe, qui assure une performance optimale de séparation tout en protégeant efficacement la colonne des composés néfastes de la matrice.

Le couplage en ligne du 815 Robotic Soliprep avec un chromatographe ionique (CI) permet la détermination simple d’anions et de cations dans les comprimés. Après addition de solvant automatique suivi d’un broyage, les échantillons de comprimés homogénéisés (Singulair et bézafibrate) sont filtrés avant d’être transférés à l’injecteur. La préparation des échantillons entièrement automatisée permet d’économiser temps et argent, garantit la traçabilité de chaque étape de la préparation des échantillons et fournit des résultats corrects et précis. Dans la gamme comprise entre 0,2 et 50 mg/L, les courbes de calibrage à six points pour anions et cations donnent des coefficients de corrélation supérieurs à 0,99990 et 0,99991, respectivement. Tandis que les écarts-types relatifs (RSD) à un niveau inférieur au ppm de nitrate, sulfate, calcium et magnésium dans Singulair et le bézafibrate sont plus petits que 3,64 %, les RSD à un niveau ppm du chlorure sont inférieurs à 0,83 %. L’application d’autres étapes de préparation d’échantillons in-line telles que la pulvérisation, l’extraction, le filtrage ou la dilution facilite de nombreuses configurations sur mesure pour les déterminations d’ions dans des matrices exigeantes telles que les aliments pour animaux, les sédiments ou les denrées alimentaires.