Questions pratiques sur la distillation

[invitef1bc0a6d]

Bonjour,

Je passe au mois de janvier prochain un examen pratique de chimie pour pouvoir entrer dans une école.
Pour cela, je dois préparer plusieurs travaux pratiques.

Je pense que de toute façon, je pourrais être confronté à une distillation.

J'aurai donc plusieurs questions sur cette technique (questions que les examinateurs sont susceptibles de me poser)

-Pourquoi, lors de la distillation, ne doit on pas remplir le ballon à plus de 2/3 de son volume?
-Pourquoi l'eau du réfrigérant arrive-t-elle par en bas?
-Pourquoi prélève-t-on la fraction principale du distillat sur un intervalle d'un ou deux degrés, et non uniquement à une seule température, celle ou s'évapore notre produit?
-J'aimerais également pouvoir définit correctement le phénomène d'ébullition.
-Quelle est la différence entre vaporisation par évaporation d'un liquide et ébullition du liquide?

J'ai déjà quelques idées, mais comme nous devons travailler de façon autonome, personne ne nous a jamais vraiment expliqué ce genre de détails.

Merci beaucoup!
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[inviteac45697a]

-Pourquoi, lors de la distillation, ne doit on pas remplir le ballon à plus de 2/3 de son volume?

qu'est-ce qui ce passe si pour faire cuir des pâtes, tu rempli la casserole à ras-bord d'eau et tu fait bouillir?

-Pourquoi l'eau du réfrigérant arrive-t-elle par en bas?

c'est en faite une bonne idée que pour des raisons pratiques, c'est pour évitez les bulles d'aire dans le système de refroidissement. C'est mieux de faire entrer l'eau par en haut, par contre il faut faire attention à ne pas avoir de l'air

-Pourquoi prélève-t-on la fraction principale du distillat sur un intervalle d'un ou deux degrés, et non uniquement à une seule température, celle ou s'évapore notre produit?

la température d'ébullition va varier au fil de la distillation.

-J'aimerais également pouvoir définit correctement le phénomène d'ébullition.
-Quelle est la différence entre vaporisation par évaporation d'un liquide et ébullition du liquide?

évaporation c'est si le liquide n'est pas en équilibre avec la concentration (pression partielle) en phase vapeur, ça ce passe donc à n'importe quelle température.

[invite2313209787891133]

Bonjour

J'apporte quelques petites précisions aux réponses précédentes:
-Pourquoi l'eau du réfrigérant arrive-t-elle par en bas?
pour remplir le condenseur ; ce n'est pas mieux de le remplir par en haut, mais plutôt de faire entrer l'eau à la sortie du distillat, quoique sur un montage de paillasse ça n'a pas vraiment d'influence.

-Pourquoi prélève-t-on la fraction principale du distillat sur un intervalle d'un ou deux degrés, et non uniquement à une seule température, celle ou s'évapore notre produit?
Parce que le produit que l'on cherche à récuperer sort avant d'arriver à sa température d'ébullition (et continue à sortir après).

-J'aimerais également pouvoir définit correctement le phénomène d'ébullition.
-Quelle est la différence entre vaporisation par évaporation d'un liquide et ébullition du liquide?

L'ébullition est un équilibre entre le liquide et la vapeur; l'évaporation est un équilibre à 3 corps qui fait aussi intervenir l'air.

[invitef1bc0a6d]

Merci beaucoup à tous les deux pour ces précisions!

Pour le prélèvement de la fraction de tête sur 1 ou 2 degrés, j'avais aussi pensé qu'il pouvait d'agir de l'influence de la pression ambiante sur la température d'ébullition, qui n'est pas forcément la même que dans les tables.
Mais ça doit très peu jouer...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite2313209787891133]

Oui c'est une bonne raison; à cela il faut ajouter le fait que les thermomètres sont souvent précis à plus de 1°C près.

[invitef1bc0a6d]

Merci pour vos réponses!

J'ai encore quelques interrogations:
Pourquoi ne doit on pas distiller trop lentement ni trop rapidement?

Ne pas distiller trop rapidement, je sais que c'est pour ne pas distiller en même temps autre chose que le produit recherché.

Mais ne pas distiller trop lentement... Peut être simplement pour ne pas passer une trop de temps sur l'étape de distillation? Ou ne pas induire de réaction chimique dans le ballon?

[invite2313209787891133]

Il faut distiller lentement pour conserver un gros taux de reflux (le rapport entre le débit de liquide distillé et celui qui retombe dans la colonne); ce taux de reflux est directement lié au pouvoir de séparation du montage. Si ce taux de reflux tombe à 0 la colonne ne sert plus à rien.

Pour ce qui est de distiller trop lentement tes explications sont correctes, on peut aussi parler du temps (il ne faut pas que la distillation prennent 3 jours si tu dois la faire sur la durée d'un TP) et de l'énergie (le montage est chauffé tout le temps de la distillation, même si avec un petit montage de labo ce n'est pas très sensible).

[invitef1bc0a6d]

Donc si on distille trop lentement, cela voudrait dire que le liquide de la colonne retombe dans le ballon avant même que de nouvelles vapeurs arrivent dans la colonne? Je n'ai pas très bien compris...

Sinon, très bonne remarque concernant l'énergie utilisée pour le chauffage du montage, surtout que cette question intéresse de plus en plus les chimistes! Merci!

[invite2313209787891133]

Si tu ne chauffes pas suffisamment les vapeurs ne monteront même pas en tête de colonne car la dissipation thermique devient trop grande, par contre plus tu distilles lentement et plus la séparation est bonne (du moins avec une colonne de Vigreux), mais plus elle est longue.

[invitef1bc0a6d]

D'accord, je comprend mieux.

Pour l'instant plus aucune question ne me vient, je reviendrai les poser ici si j'ai encore des doutes.

Merci beaucoup à tout le monde!

[invitef1bc0a6d]

Voilà d'autres interrogations, concernant cette fois la distillation sous pression réduite.

Je sais qu'elle sert à abaisser la température d'ébullition du composé qui nous intéresse.
Simplement, je n'en ai jamais pratiqué moi même et je me pose donc quelques questions. (je ne pense pas devoir ouvrir un autre sujet, il s'agit toujours de distillation...)

J'ai lu beaucoup d'informations différentes sur l'utilisation d'un capillaire et non des pierres ponce pour régulariser l'ébullition. Je voudrais avoir votre avis.

Je vois également dans la description de la manip que le montage de distillation sous pression réduite doit etre mis "sous vide" avant de commencer à chauffer, on me demandera surement de savoir pourquoi...

Merci encore pour votre aide, elle m'est très précieuse!