Composition du bouilleur et du distillat après distillation

[Matt1627]

Bonjour, est-ce que l'on peut dire que après distillation le distillat est composé de l'espèce la plus volatile qu'on va appeler A à savoir celle avec la température d'ébullition la plus faible et le bouilleur de l'espèce la moins volatile qu'on va appeler B ? Je ne suis pas sur mais dans le cas d'une distillation simple, n'y a-t-il pas une petite proportion aussi de B avec A dans le distillat et une petite proportion de A avec B dans le bouilleur ce qui est diminué dans le cas d'une distillation fractionnée ?

Merci d'avance à toute personne m'accordant un peu de son temps.
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[Matt1627]

Mes questions manquent-t-elles de précisions ? Je ne pense pas trop me tromper mais je demande juste une potentielle confirmation.

[FC05]

On va dire que ça dépend ... si tu distilles de l'eau et de l'alcool tu auras un mélange à l'arrivée (enrichi en alcool).
Si tu distilles de l'eau salée, tu auras de l'eau pure.

[Matt1627]

Mais du coup comment savoir ce qu'on obtient dans le bouilleur et dans le distillat ? car j'essaie de comprendre les étapes de la distillation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Henrix]

ça doit dépendre de la précision de la température.
Or on sait que le chauffage ne peut se faire que par cycles, car si on chauffe en continu, la th° ne peut qu'augmenter.
On peut bien sûr chauffer et refroidir en même temps, mais adviennent alors les problèmes de convection.
D'où la difficulté de la précision.

[gts2]

Mais du coup comment savoir ce qu'on obtient dans le bouilleur et dans le distillat ?

Il faut un diagramme binaire du mélange A-B. Et ensuite l'exploiter ce qui n'est pas forcément simple.

[Matt1627]

Par exemple, si on prend le diagramme binaire ci-dessus où l'espèce 1 est de l'eau et l'espèce 2 de l'éthanol dont la température d'ébullition est de 79°C. Ce que j'ai dit au premier message ne marche pas ?

[gts2]

C'est là que je dis "ce n'est pas simple".

On part de M, donc au début on récupère une composition y2 comme distillat donc un mélange 1-2, mais cela va appauvrir le bouilleur en 2 et le point courant M va se déplacer vers la gauche, ce qui va diminuer y2 et le distillat obtenu est une moyenne entre le y2 initial et final.
Donc je suppose qu'il faut s'arrêter en cours de route en surveillant la température pour que le y moyen soit raisonnable.

[Matt1627]

D'accord, je vous remercie pour vos réponses.

[Matt1627]

J'ai une autre question au final: Y-a-t-il une justification rigoureuse/mathématique pour le fait qu'une distillation sous pression réduite permet d'abaisser la température d'ébullition des composés ?

[Matt1627]

@gts2 Je crois que c'est de ça dont vous me parliez. Mais du coup je n'arrive pas à comprendre l'interprétation de ces diagrammes. Par exemple, pour celui de gauche, je ne comprends pas pourquoi pour x_M<x_Z (avec x_Z qui correspond à l'abscisse du point A) le distillat est composé de l'espèce 1 pure et le résidu de l'homoazéotrope et pourquoi pour x_M'>x_Z le distillat est composé de l'espèce 2 pure et le résidu de l'homoazéotrope. Sauriez-vous m'expliquer simplement ?

[gts2]

Vos diagrammes concernent une distillation fractionnée pas simple.

Je vais essayer de trouver un lien, parce que les explications sans être compliquées sont difficiles avec du texte pur.

[Kondelec]

Bonjour

Est-ce que cette question concerne une application réelle, ou un cas d'école ?
Dans la pratique la vapeur se déplace vers le condenseur, et remplie une zone que l'on qualifie de "hold up".
Une fois la distillation terminée et la chauffe coupée cette quantité tombe dans le culot, donc il est impossible d'obtenir le produit pur.
Dans le cas d'une distillation continue on pourra atteindre une certaine pureté, mais dans l'absolu il restera toujours un peu de A dans B, et vice versa.

[Kondelec]

Les diagrammes ci dessus montrent la différence entre un système a azéotropie à maxima ou à minima. Dans un cas l'azéotrope a une température d'ébullition plus haute que les composés du binaire, dans l'autre cas elle est plus basse.

[gts2]

@gts2 Je crois que c'est de ça dont vous me parliez.

Dans la distillation simple le bouilleur est en A, la vapeur qui monte est en B et c'est elle que vous récupérez. Lorsque la vapeur monte, elle comporte moins de 2 que le liquide qui s'enrichit donc en 2. C'est une variation continue : on passe de AB à A'B'.

Dans la distillation fractionnée, la vapeur B monte en C (dessin message suivant), se condense dans un étage supérieur qui va se comporter comme le bouilleur initial avec émission de la vapeur D et on recommence. on voit bien que la vapeur tend vers l'état x2=0.

[gts2]

Schéma du dispositif :

[Matt1627]

D'accord, merci beaucoup, c'est plus clair pour la composition du distillat mais du coup quand on dit que le bouilleur est composé du mélange azéotropique, cela correspond à quoi concrètement ?

[gts2]

Si on met le bouilleur au milieu, de même que la vapeur monte, le liquide descend et on suit la ligne verte, et on voit que cette fois cela converge vers le point A, maxi de la courbe, qui est par définition un azéotrope : wikipedia

[Matt1627]

D'accord, je vous remercie pour vos explications.