Activité expérimentale : extraction d’une espèce chimique par solvant.

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Pseudo :Activité expérimentale : extraction d’une espèce chimique par solvant

Compétences attendues :

Mettre en œuvre un protocole pour extraire une espèce chimique d’un solvant

Contexte de la séance :

L’extraction d’une espèce chimique d’une solution dépend, entre autres, de la nature du solvant et de la structure de l’espèce chimique à extraire.

A l’issue d’une séance de travaux pratiques, un technicien de laboratoire récupère une solution aqueuse S résultant d’un mélange d’une solution bleue de sulfate de cuivre II et d’une solution rouge de rouge de méthyle. Ces deux espèces chimiques ne sont pas destinées au même laboratoire de retraitement des déchets chimiques donc on souhaite les séparer grâce à une extraction par solvant.

Documents mis à disposition:

Document 1 : principe de l’extraction par solvant Nathan 1ere S

On désire extraire une espèce chimique E solubilisée dans un mélange aqueux. On utilise un solvant d’extraction S qui n’est pas miscible à l’eau et dans lequel l’espèce E est très soluble. Nous supposons dans les figures ci-dessous que le solvant S est moins dense que l’eau.

Fermer le robinet de l’ampoule à décanter et placer un récipient collecteur en dessous (erlenmeyer ou bécher)

Introduire le mélange aqueux et le solvant d’extraction S

Agiter l’ensemble. De temps en temps dégazer en ouvrant le robinet et en maintenant l’ampoule à décanter tête en bas. L’espèce à extraire initialement dans le mélange aqueux est alors transférée dans le solvant d’extraction S

Replacer l’ampoule à décanter sur son support et retirer le bouchon. Deux phases liquides décantent. Le solvant qui a la plus grande densité est situé sous l’autre solvant. Récupérer la phase la plus dense dans un bécher en ouvrant le robinet, puis en le fermant avant que l’autre solvant ne coule. Récupérer l’autre phase dans un autre récipient en ouvrant de nouveau le robinet.

Document 2 : solubilité et densité de quelques espèces chimiques Hachette 1ere S

Solubilité

Sulfate de cuivre (II)

Rouge de méthyle

Eau

Cyclohexane

Ethanol

Dans l’eau

Très grande

Faible

Nulle

Très grande

Dans le cyclohexane

Nulle

Grande

Nulle

Très grande

Dans l’éthanol

Faible

Grande

Très grande

Très grande

Solution S

Eau

Ethanol

Cyclohexane

Densité

1,02

1,00

0,78

0,79

Document 3 : espèces chimiques rencontrées au cours de la séance Hachette 1ere S

Document 4 : Liste du matériel: Hachette 1ere S

Le flacon récupéré par le technicien de laboratoire contenant un mélange d’une solution bleue de sulfate de cuivre II et d’une solution rouge de rouge de méthyle.

Un flacon d’éthanol

Un flacon de cyclohexane

Une ampoule à décanter sur son support

Béchers

Fiches de sécurité des différents produits chimiques utilisés

Hotte aspirante dans la salle

Travail à effectuer:

Sur une feuille à part, vous répondrez aux différentes parties suivantes en étant très attentif à votre rédaction

1. Analyse du problème et formulation d’un protocole expérimental : (durée conseillée 30 minutes)

A partir des différents documents et de la liste du matériel, vous proposez une démarche expérimentale permettant de répondre au problème posé, c'est-à-dire extraire le rouge de méthyle de la solution aqueuse.

Dans votre démarche :

 Vous décrirez d’abord de manière générale les propriétés que doit posséder un solvant extracteur lors d’une extraction par solvant (en utilisant le vocabulaire suivant : solvant initial, espèce à extraire, non miscible et plus soluble)

 Ensuite, en utilisant le document 2, vous donnerez le nom du solvant extracteur choisi pour extraire le rouge de méthyle de la solution et vous justifierez votre réponse à l’aide des données du document.

 En fin, à partir de la liste de matériel, vous proposerez un protocole espérimentale sous forme de phrases et de schémas légendés pour répondre au problème posé.

2. Réalisation du protocole expérimental : (durée conseillée 15 minutes)

Après validation par le professeur, vous mettrez en œuvre votre protocole expérimental

Vous schématisez sur votre compte rendu, l’ampoule à décanter avant et après agitation en précisant la composition et la couleur des différentes phases

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