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L’identification et l’extraction d’une solution

Par Mathieu le 23/11/2010 Ressources > Physique-Chimie > Terminale S > Identifier et Extraire des Espèces Chimiques

I : CHROMATOGRAPHIE ( ADSORPTION ET PARTAGE ) SUR COUCHE MINCE, SUR PAPIER OU SUR COLONNE

1 : PRINCIPE.

La chromatographie permet de séparer et d’identifier les espèces chimiques d’un mélange. Elle est basée sur leur différence d’affinité pour deux phases : la phase stationnaire, ou phase fixe et la phase mobile appelée éluant et constituée d’un mélange de solvants.

2 : CHROMATOGRAPHIE DE PARTAGE.

La chromatographie sur papier est une chromatographie de partage basée sur la différence de solubilité des espèces à séparer. La phase stationnaire est formée par l’eau liée aux molécules de cellulose du papier.

3 : CHROMATOGRAPHIE D’ADSORPTION.

La chromatographie sur couche mince ( CCM ) et la chromatographie sur colonne sont des chromatographies d’adsorption ; elles sont basées sur la différence d’adsorption sur la phase stationnaire ; des espèces à séparer entraînées par l’éluant. La phase stationnaire est solide ( silice ou alumine ).

4 : RAPPORT FRONTAL.

Le rapport frontal Rf est une caractéristique d’une espèce chimique, dans un éluant donné et sur un support donné. Il est défini par :

Rf = distance parcourue par l’espèce chimique / distance parcourue par l’éluant

II : EXTRACTION

L’extraction d’une espèce chimique consiste à la séparer du mélange dans laquelle elle se trouve. Les différents procédés sont : l’enfleurage ( pétales de fleurs qu’on laisse tremper dans la graisse ), l’expression ( ou pressage ), la macération ( la plante reste dans un solvant de quelques heures à quelques semaines ), l’infusion ( de l’eau bouillante est versée sur la plante hachée ), la décoction ( on fait cuire la plante dans de l’eau bouillante ), l’extraction par solvant et l’hydrodistillation.

1 : POLARITÉ DES MOLÉCULES.

Une liaison entre deux atomes est polarisée si ces deux atomes sont différents. Une molécule est polaire si les barycentres de charges positives et négatives ne sont pas confondus ( la molécule H2O est polaire alors que CCL4 ne l’est pas ).

Deux molécules polaires ( alcool ROH, acide carboxylique RCOOH ) ou deux molécules non polaires ( alcane, alcène ) sont miscibles. Une molécule polaire et une molécule non polaire ne sont pas miscibles.

2 : EXTRACTION PAR HYDRODISTILLATION.

Une hydrodistillation ou entraînement à la vapeur d’eau est la distillation d’un mélange d’eau et d’un liquide organique.

Elle consiste à porter à ébullition le mélange, puis à condenser les vapeurs qui se dégagent afin de récupérer les arômes. La distillation obtenu contient deux phases :

– Une phase organique : l’huile essentielle.

– Une phase aqueuse : l’eau.

Pour récupérer l’huile essentielle, on recourt à une extraction liquide-liquide.

3 : EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE.

PRINCIPE : L’extraction liquide-liquide consiste à faire passer, par solubilisation, un composé d’un solvant dans un autre. Elle nécessite une phase aqueuse et une phase organique non miscibles et de densités différentes. En règle général, les espèces organiques se retrouvent, après extraction, dans la phase organique, et les espèces chimiques ioniques ou très polaires dans la phase aqueuse. Les espèces à la fois organiques et polaires se partagent entre les deux phases.

MISE EN OEUVRE EXPÉRIMENTALE : L’espèce chimique à isoler est mélangée, ou partiellement dissoute, dans un solvant S1. On l’extrait avec un solvant extracteur S2 en plusieurs étapes.

1 : Le relargagae : En ajoutant à S1, une espèce qui y est très soluble, on diminue la solubilité de l’espèce chimique à extraire.

2 : L’extraction : Elle est généralement réalisée dans une ampoule à décanter. S2 est ajouté par fraction ( pour augmenter le rendement ). Après chaque ajout de S2, on agite énergiquement pour permettre aux solutés de se répartir dans la phase où ils sont le plus solubles.

3 : Le lavage : En fin d’extraction, il est souvent utile d’éliminer des substances, autres que l’espèce à extraire, dissoutes dans le solvant S2. En général, pour éliminer une base, on introduit un acide et inversement.

4 : AUTRES TECHNIQUES D’EXTRACTION : LA MACÉRATION.

La macération consiste à faire tremper une substance dans un solvant froide ou ou chaud pour en extraire les espèces solubles dans le solvant utilisé.

La décantation permet alors de séparer des liquides non miscibles, alors que la filtration ( par gravité ou plus efficace, par aspiration ( sur Büchner )) permet de séparer un solide d’un liquide.

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