Extraction en chimie orga

[tibmaster]

Bonjour à tous,

Je n'ai pas réussi à redémontrer qu'il est plus efficace de faire deux extractions dans la phase acqueuse avec x mL de solvant plutôt qu' une seule extraction avec 2x ml de solvant?

Merci d'avance!
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[Nox]

Bonjour,

Les extractions se basent sur la notion de partage en deux phases.

Soient O et A les deux phases (typiquement une phase organique et une phase aqueuse). On note B l'espèce à extraire.

L'équilibre chimique étudié est donc . La constante d'équilibre associée est le coefficient de partage. Il faut alors écrire son expression en fonction des concentrations.
Puis exploiter cette expression en déterminant l'état d'équilibre en mettant en contact une certaine quantité du deuxième solvant. Et comparer à ce qui se produit quand tu ajoute ce solvant en deux fois, en éliminant la nouvelle phase entre les deux ajouts.

Je ne sais pas si cela aide assez ...

Nox

[tibmaster]

Bonjour !

L'équilibre chimique étudié est donc . La constante d'équilibre associée est le coefficient de partage. Il faut alors écrire son expression en fonction des concentrations.

Jusque là tout va bien

Puis exploiter cette expression en déterminant l'état d'équilibre en mettant en contact une certaine quantité du deuxième solvant. Et comparer à ce qui se produit quand tu ajoute ce solvant en deux fois, en éliminant la nouvelle phase entre les deux ajouts.

Là je vois moyennement ....

[Nox]

Bonjour,

Imaginons que tu souhaites récupérer un composé organique présent en concentration dans l'eau ( sera donc faible), et que tu as de cette phase aqueuse.

Premier cas : Tu mets au contact de cette phase aqueuse un volume de solvant organique.
Via un tableau d'avancement tu en déduis la concentration dans chaque phase à l'équilibre. Attention, dans le calcul la concentration dans la phase aqueuse n'est pas , puisqu'il s'agit de la concentration à l'équilibre et non de la concentration initiale. Il faut faire proprement un tableau d'avancement si besoin.

Deuxième cas : Tu mets tout d'abord au contact de cette phase aqueuse un volume de solvant organique. Par le même raisonnement que précédemment tu en déduis la concentration finale en phase aqueuse. Puis la phase organique est séparée de la phase aqueuse, et on remet un volume de solvant organique pur. On se retrouve donc dans la même situation, mais avec une concentration à considérer pour la phase aqueuse, au lieu de . Tu finis en calculant la concentration finale en phase aqueuse, et tu t'aperçois qu'elle est plus faible que dans le premier cas, l'extraction a donc été plus efficace.

Nox

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Peut-être cela sera-t-il plus clair si on fait un petit calcul à titre d'exemple. Imagine que tu disposes de 1 litre eau contenant 20 g d'un soluté, et que tu veuille extraire le soluté avec 1 litre de solvant, dont le facteur de séparation vaut 8. Tu vas étudier deux possibilités.

1ère possibilité. Tu mélanges les deux solutions de 1 litre, tu agites, tu sépares.
A la fin, il y aura a gramme de soluté dans l'eau et b grammes dans le solvant. Bien sûr : a+b = 20 g.
Mais les rapports des concentrations seront tels que : b/(1 L) = 8·a/(1 L). On en tire :
a = 2.2 g, et b = 17.8 g. Donc cette opération t'auras permis de récupérer 17.8 g de ton soluté.

2ème possibilité. Tu travailles en deux fois.
1) Tu n'utilises d'abord que 0.5 litre de ton solvant, tu agites et tu sépares.
A la fin, il restera a' grammes de soluté dans l'eau, et b' dans le solvant. Bien sûr : a' + b' = 20 g.
Mais les rapports des concentrations seront tels que : b'/(0.5 L) = 8·a'/(1 L)
Fais les calculs. On trouve : a' = 4 g, et b' = 16 g.

2) Tu reprends ton litre de solution aqueuse qui ne contient plus que 4 g de soluté. Tu ajoutes 0.5 litre de solvant, tu agites.
A la fin, il restera a" grammes de soluté dans l'eau, et b" dans le solvant. Bien sûr : a" + b" = 4 g
Les rapports des concentrations seront tels que : b"/(0.5 L) = 8·a"/(1 L).
Tous calculs faits, on trouve : a" = 0.8 g, et b" = 3.2 g

L'ensemble du soluté récolté dans ces deux opérations vaut : b' + b" = 19.2 g.
C'est beaucoup plus que les 17.8 g récupérés dans le calcul de la 1ère possibilité.

[tibmaster]

Re,

L'exemple m'a permis de comprendre concrètement, c'est super!

Merci à vous deux moco et Nox, pour le temps que vous avez pris pour les explications

Bonne journée !