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Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?



  1. #1
    Horrigan

    Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?


    ------

    Bonjour

    J'ai vu quelque part qu'il était possible de séparer deux espèces chimiques en solutions en jouant sur leur solubilité, mais je n'ai pas du tout la moindre idée du comment.
    Il me semble évident que si j'ai une solution d'un composé A peu soluble dans l'eau et un composé B très soluble dans l'eau, si je fais évaporer l'eau, le composé A va se recristalliser en premier, mais aussi avec un peu de composé B, non ?
    Si quelqu'un pouvait m'éclaircir ça serait sympa, merci d'avance

    -----
    Dernière modification par Horrigan ; 19/11/2006 à 19h41.

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  3. #2
    ferji

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    on appelle cette séparation aqueuse, bon la plus part du temps on jout comme tu as dis sur la solubilité des composés mais on augumante cette propriété que se soit par précipitation ou on ajoute des composés spécifiques pour précipiter le composé qu'on veut et par simple filtration on aura ce qu'on veut, sinon on complexe un des deux substence qu'on veut separer et on ajoute une autre phase que l'on appelle la phase organique et comme ça une substence sera plus soluble dans la phase organique et l'autre sur la phase aqueuse, sinon on utilise une des types de la cromatographie

  4. #3
    moco

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    En général, non. Quand on évapore une solution contenant deux substances dont l'une A est relativement peu soluble, et l'autre B est très soluble, on commence par voir se déposer le produit A peu soluble, sans la moindre trace du produit B. Puis quand tout A est déposé, on assiste à la cristallisation de B.
    Il y a certes des cas de co-cristallisations, mais elles restent malgré tout assez rares.

  5. #4
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Puis quand tout A est déposé, on assiste à la cristallisation de B.
    ce n'est pas tout à fait exact, A va être le seul à cristalliser dans un premier temps, mais dans le deuxième temps, on aura les deux cristallisations de A et de B en simultané. Evidemment si la différence de solubilité est très grande (et/ou qu'on a beaucoup plus de A que de B en solution), il ne restera pratiquement pas de A à cristalliser quand la cristallisation de B commencera. En tout cas tout cela suppose d'une part :
    l'absence de phases autres que le solide A, le solide B et l'eau, tout cela peut beaucoup se compliquer dans le cas de la formation de cocristaux (cristaux contenant A et B), ou d'hydrate (cristaux contenant à la fois A et de l'eau par exemple), ou de la combinaison des deux.
    d'autre part :
    une cinétique favorable, sinon il se peut que B, trop soluble, n'arrive pas à cristalliser (il faut que des germes critiques apparaissent et commencent à croitre) : la solution très concentrée va devenir trop visqueuse pour permettre la cristalisation, on obtient alors une huile (mais c'est bien rare en milieu aqueux me semble-t-il)

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  6. #5
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    euh, j'ajouterai de plus :

    -que les cocristalisations ne sont pas si rares (dans mon boulot elles sont d'ailleurs assez fréquentes).

    -que si B est dans un excès suffisament fort par rapport à A, il peut cristalliser en premier bien que sa solubilité dans l'eau soit plus grande que celle de A.

    tu devrais te renseigner sur ce qu'on appelle les diagrammes de phases Horrigan. c'est un outil de base pour la séparation de composés en solution.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Vincenthom

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Vu les problèmes que peut entrainer une crystallisation par évaporation ou autre, ne serait-il pas plus interressant de réaliser une extraction liquide-liquide ? Cet extraction joue justement sur les différences de solubilités en phase aqueuse et organique !

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  10. #7
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Vu les problèmes que peut entrainer une crystallisation par évaporation ou autre, ne serait-il pas plus interressant de réaliser une extraction liquide-liquide ? Cet extraction joue justement sur les différences de solubilités en phase aqueuse et organique !
    pas forcément, l'extraction liquide-liquide peut etre pratique pour séparer des composés organiques, mais n'est d'aucun secours dans le cas où les composés à séparer sont insolubles en milieu organique, ou solubles seulement en milieu organique. De plus la pureté obtenue par cette méthode est souvent moins bonne que celle obtenue par cristallisation (à condition de bien connaitre le système -notamment son diagramme de phase)

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  11. #8
    Horrigan

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Ouaw, merci beaucoup pour vos réponses
    donc en fait la méthode de la recristallisation en jouant sur les solubilités ne peut être bonne que si il y a une grande différence de solubilité, ce n'est pas le cas pour mes solutions
    malheureusement je n'ai pas beaucoup de moyens pour tenter d'autres méthodes ^^

  12. #9
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    donc en fait la méthode de la recristallisation en jouant sur les solubilités ne peut être bonne que si il y a une grande différence de solubilité,
    ca peut marcher quand meme, mais ca ne sera pas quantitatif (c'est a dire que le rendement sera surement faible). apres tu peux essayer de jouer sur le pH pour augmenter ou diminuer les solubilités des espèces présentes, ou aussi ajouter un complexant, ou encore ajouter un anti-solvant, ya l'embarras du choix pour faire précipiter une substance en solution. Si tu nous en disait un peu plus on pourrait peut-etre trouver la solution idéale au probleme. Quels produits souhaites tu séparer? est-ce un mélange solide ou une solution (si oui dans quel solvant)?

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  13. #10
    Horrigan

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    En fait j'essaie d'obtenir du nitrate de potassium pur, j'ai deux options, purifier du nitrate de potassium assez impur (truc de jardinerie, contenant à la fois un paquet d'impuretés et pas mal de nitrate de sodium) ou bien transformer du nitrate de sodium (que j'ai pur) en nitrate de potassium, avec du chlorure de potassium (pur aussi):
    NaNO3 + KCl --> KNO3 + NaCl
    Seulement voilà, une fois que j'ai ma solution de nitrate de potassium et de sel, je peux pas les séparer, leur solubilités sont extrêmement proches
    solubilité de KNO3 : 35.7 g/100 ml (25 °C)
    solubilité de NaCl : 35.9 g/100 ml (25 °C)


    EDIT: le solvant est bien évidemment de l'eau (déminéralisée du commerce)

  14. #11
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Seulement voilà, une fois que j'ai ma solution de nitrate de potassium et de sel, je peux pas les séparer, leur solubilités sont extrêmement proches
    solubilité de KNO3 : 35.7 g/100 ml (25 °C)
    solubilité de NaCl : 35.9 g/100 ml (25 °C)
    ca n'est pas vraiment un probleme, sache que malgré leurs solubilités très proche (25,5% en masse et 26,5% en masse dans l'eau), si tu mélanges 73g d'eau, 18,5g de KCl et 18,5g de NaCl à 20°C, apres équilibration une filtration te donnera exclusivement KCl (environ 10g, le rendement est faible mais KCl est pur). évidemment dans ton cas il faut determiner les bonnes conditions expérimentales (qui sont différentes pour chaque système), et esperer que ca sera KNO3 qui restera et pas NaCl, mais ca reste envisageable.

    mais dis moi, tu chercherais pas a faire des explosifs toi? fais gaffe a tes doigts mon garçon...

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  15. #12
    Horrigan

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    ######## Pas d'info sur les explosifs. BenJ.

    Là mon but est purement chimique, j'ai eu ma phase poudre noire, ça m'a emmené à m'intéresser de plus près à la chimie, et maintenant je trouve ça vraiment intéressant alors qu'avant ça me soûlait ^^
    Donc mon dilème, c'est avec du matériel de maison, comment séparer deux composés ayant des solubilités très proches ^^
    Sinon j'ai pas bien compris, c'est pas une solution de KCl + NaCl, mais KCl + NaNO3, ou alors je suis à l'ouest ^^
    Dernière modification par benjy_star ; 22/11/2006 à 00h44.

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  17. #13
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Sinon j'ai pas bien compris, c'est pas une solution de KCl + NaCl, mais KCl + NaNO3, ou alors je suis à l'ouest ^^
    c'était pour te donner un exemple dans lequel des solubilité très proches n'empechent absolument pas la séparation par cristallisation. Il faut juste trouver les bonnes conditions. Je connais celles pour KCl et NaCl dans l'eau parce que j'ai bossé sur ce systeme en dea. Pour KCl/NaNO3/H2O à moins d'etre bien équipé (un diffractometre à rayon X pour verifier la nature du solide obtenu et/ou un banc d'analyse thermique isopléthique pour determiner les conditions de cristallisation), de trouver le diagramme de phase dans la littérature ou de pouvoir doser Na ou NO3 et K ou Cl il va falloir que tu y ailles un peu a l'aveuglette. Tu peux procéder à plusieurs essais avec différentes quantités d'eau : tu filtres et tu laves bien le solide à l'eau, puis tu le redissous dans l'eau et tu teste la présence de K+ à l'aide d'acide picrique. Si le test est positif, il faut que tu essaies avec plus d'eau. Si le test est toujours positif quelque soit la quantité d'eau alors il n'y a pas de conditions qui permettent de récupéré NaNO3 sur ton mélange tel quel.

    Si tu veux plus de détails demande, je te ferai un schéma si nécessaire

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  18. #14
    mach3

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    euh, ya eu inversion...

    Pour KCl/NaNO3/H2O à moins d'etre bien équipé (un diffractometre à rayon X pour verifier la nature du solide obtenu et/ou un banc d'analyse thermique isopléthique pour determiner les conditions de cristallisation), de trouver le diagramme de phase dans la littérature ou de pouvoir doser Na ou NO3 et K ou Cl il va falloir que tu y ailles un peu a l'aveuglette.
    il s'agit de "Pour NaCl/KNO3/H2O" et de "pouvoir doser Na ou Cl et K ou NO3"

    Tu peux procéder à plusieurs essais avec différentes quantités d'eau : tu filtres et tu laves bien le solide à l'eau, puis tu le redissous dans l'eau et tu teste la présence de K+ à l'aide d'acide picrique.
    et ici il faut tester le présence de Cl- ou de Na+. On peut tester Cl- avec du nitrate d'argent (pas evident a trouver car toxique), pour Na+, je ne sais plus.

    Par ailleurs maintenant que j'y pense, tes solubilités massiques sont proches, mais ce n'est pas le cas de tes solubilités molaires (tu feras le calcul et tu verras ). comme ton mélange est surement d'une mole de NaCl pour une mole de KNO3, ca va surement etre bien plus simple que ca parait

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  19. #15
    Horrigan

    Re : Comment séparer deux espèces chimiques d'une solution ?

    Ah ben pas de bol mon père a pas aimé que ma chambre se transforme en labo, j'ai du tout enlever
    J'essaierai quand même de trouver une solution pour tester cette démarche, en tous cas merci beaucoup pour tes réponses

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