Tp distillation simple

Introduction:

La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances liquides dont les températures d'ébullition sont différentes. Elle permet de séparer les constituants d'un mélange homogène. Sous l'effet de la chaleur, les substances se vaporisent successivement, et la vapeur obtenue est condensée pour donner le distillat.

A très peu d’exceptions, le distillat est enrichi en constituant  légers de température d’ébullition moins élevée, tandis que le résidu est formé par les constituants dont la température d’ébullition est plus élevée.

Ce fameux  procédé peut fonctionner  soit en continu ou en discontinu, la différence entre le fonctionnement du mélange chargé dans le bouilleur (chaudière) varie avec le temps en raison de l’évacuation progressive du composant volatil.[1]

Partie théorique

• Equilibre liquide-vapeur

Les différents mélanges de liquide peuvent être classés, d’après le nombre de leurs constituants, en mélange binaire, ternaires… Les mélanges binaires, qui ont été les plus étudiés seront seuls considérés ici. On distingue, d’après la solubilité réciproque des constituants :

• Mélanges idéaux ;
• Mélanges azéotropiques ;
• Mélanges hétérogènes.[1]

• Diagrammes de phase

La représentation graphique d’un système constitué par un mélange liquide binaire nécessite un diagramme en trois démentions. Lorsqu’on se fixe l’une des variables la relation entre les variables restantes peut être représentée par un diagramme plan.

Les différents types de diagrammes utilisés sont :

• A température constante :

_Diagramme pression-composition (diagramme p-X).

• A pression constante :

_Diagramme température-composition (diagramme T-X) ;

_Diagramme d’équilibre vapeur-liquide (diagramme X-Y). [1]

• Titres molaire :

     nA              nb

XA =        et          Xb =  [pic 1][pic 2]

nA+nb        nb+nA

• Pressions :

P : pression totale ;

pA : pression partielle du constituant A ;

pb : pression partielle du constituant B ;

pA° : pression de vapeur saturante.

_Loi de RAOULT:

pA = XA*pA°

_Loi de DALTON :

P = pA+pb  pa  tel que : P*YA  et pb= P*Yb

• Volatilité relative :

         YA/XA             pA°/P

α =         =kA /kb =                      (α ≥ 1 s’il est choisi par apport au constituant le plus volatil)[pic 3][pic 4]

         Yb/Xb        pb° /P

La volatilité relative exprime la possibilité de séparer un mélange, plus α est grand, plus la courbe de ROSEE et d’ébullition du diagramme T-X sont écartées.[1]

Partie expérimentale

1-But   Le but de ce TP est de comparer l’efficacité de séparation des constituants d’un mélange en utilisant des méthodes de séparation différentes.

2-Principe  Son principe consiste a séparé les différents constituant  d’un mélange liquide on se  basant sur la différence de volatilité de ces derniers  on utilisant un appareil bien spécifique

3-Matériels utilisés :

L’appareillage de distillation simple se compose des éliment suivant :

• Un bouilleur ; un réservoir chargé au départ du mélange à distiller.
• Un dispositif de chauffage du bouilleur.
• Un condenseur pour condenser les vapeurs émises.
• Eprouvette pour la récupération  du condensât.
• Un thermomètre pour mesure la température.

[pic 5]

Schéma de l’installation [2]

Les données :

4-Mode opératoire :

Dans le balan de chauffe de l’installation, on introduit 100ml du mélange  (60% volumique de l’éthanol et 40% volumique de l’eau ) après avoir mesure son indice de réfraction  et on ajoute aussi quelque pierre pence pour bien mélange lors du chauffage.

Avant de mettre en marche le chauffage on commence d’abord par monte le condenseur  (on mis l’eau en circulation afin d’éviter la formation des points chaud et donc pour mieux repartir le chauffage).

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