Extraction d'une espèce chimique d'un solvant
Par exemple, on dispose d’une solution aqueuse de diiode

De manière générale, un solvant organique est composé de molécules formées à partir d’une chaîne carbonée (hydrocarbures, alcools, …). Le mélange est versé dans une ampoule à décanter. On agite le mélange et on laisse reposer.
Le cyclohexane n’étant pas une molécule polaire, sa miscibilité avec l’eau est nulle. On note donc l’apparition de deux phases (deux zones) bien distinctes. Quelquefois, l’ajout de certaines espèces chimiques (chlorure de sodium) permet d’accentuer la séparation. Le cyclohexane forme la phase organique et l’eau la phase aqueuse.
La densité d’un corps est sa masse volumique divisée par la masse volumique de l’eau. L’eau a par définition une densité de 1. Le cyclohexane a une densité de 0,78. Le cyclohexane constitue donc la phase la plus haute, l’eau sera placée en dessous.

Le diiode est plus miscible dans le cyclohexane que dans l’eau : durant la manipulation, il va migrer dans la phase organique (cyclohexane), qu’il colore en rose. La phase aqueuse devient incolore. On a donc extrait le cyclohexane de la phase aqueuse. On ouvre le robinet de l’ampoule à décanter afin d’évacuer la phase aqueuse, et ensuite récupérer la phase organique contenant le diiode.
L’extraction liquide/liquide peut s’employer après une réaction chimique, afin d’opérer une première séparation entre les espèces chimiques du milieu réactionnel, en extrayant celle qui nous intéresse.
Cependant, l’espèce extraite se trouve encore dans le solvant extracteur en fin de manipulation. L’extraction liquide/liquide est souvent suivie d’une autre opération visant à se débarrasser de ce solvant.

Le mélange est porté à ébullition dans un chauffe-ballon, les vapeurs vont passer à travers une colonne de Vigreux. Les vapeurs formées par l’espèce chimique ayant la température d’ébullition la plus basse vont traverser, pour ensuite être condensée par le réfrigérant droit, et retomber dans un bécher. Le liquide récupéré s’appelle le distillat.
Il est important que la température de chauffage soit contrôlée (thermomètre) et bien homogène (pierre ponce dans le ballon). On se place à une température intermédiaire entre les températures d’ébullition des deux espèces à séparer. Si cette contrainte est respectée, l’espèce chimique ayant la température d’ébullition la plus haute restera dans le ballon, et la séparation sera correctement effectuée.
Cette manipulation peut intervenir après une extraction liquide/liquide avec ampoule à décanter, si on souhaite séparer le produit à récupérer du solvant. Par exemple, quand on synthétise un ester (molécule odorante), celui-ci se retrouve mélangé avec des traces d’alcool et de solvant organique. La distillation fractionnée est alors potentiellement applicable. Par contre, on ne fera pas de distillation fractionnée pour récupérer un solide dissous.
L’évaporation de certains solvants est employée dans des manipulations. Ainsi, après une extraction liquide/liquide avec l’ampoule à décanter, il est quelquefois possible de laisser s’évaporer le solvant extracteur, afin de récupérer l’espèce chimique voulue. Le dichlorométhane

Ainsi, si on a synthétisé une espèce chimique sous la forme d’un solide dissous, abaisser la température du mélange permet de saturer la solution, et ainsi de faire cristalliser le solide à extraire. La solution devient souvent opaque. La plupart du temps, la cristallisation n’est pas suffisante pour le récupérer.

La synthèse de l’aspirine en travaux pratiques fait intervenir une filtration sous vide comme dernière étape de la manipulation. L’aspirine est recueillie dans le papier filtre sous la forme d’un solide blanc.
Si l’espèce chimique à extraire est sous forme liquide, on peut procéder à une extraction liquide/liquide avec une ampoule à décanter. Le principe de la manipulation est de verser dans la solution un solvant non miscible avec le solvant déjà présent, et ayant plus d’affinité que lui avec l’espèce chimique à extraire. Deux phases distinctes et séparables se formeront ; on gardera celle correspondant au solvant versé, qui aura extrait l’espèce chimique que nous voulions.
La distillation fractionnée consiste à porter à ébullition un mélange de deux espèces chimiques afin de les séparer. Pour être efficace, cette méthode requiert que les deux espèces aient des températures d’ébullition différentes.
Si l’espèce chimique est un solide dissous, une première étape consistera à le faire cristalliser. Pour cela, la plupart du temps, il suffit de refroidir le mélange afin d’abaisser sa solubilité dans le solvant. Une filtration sous vide avec entonnoir Büchner aspire le liquide et permet de récupérer le solide cristallisé.

Fiches de cours les plus recherchées
Découvrir le reste du programme

Des profs en ligne
- 6j/7 de 17h à 20h
- Par chat, audio, vidéo
- Sur les 10 matières principales

Des ressources riches
- Fiches, vidéos de cours
- Exercices & corrigés
- Modules de révisions Bac et Brevet

Des outils ludiques
- Coach virtuel
- Quiz interactifs
- Planning de révision

Des tableaux de bord
- Suivi de la progression
- Score d’assiduité
- Une interface Parents