Séparation et identification d`espèces chimiques 1)Historique
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1. S paration et identification d esp ces chimiques Historique 1 1 Quelques techniques utilis es en parfumerie Jusque vers le XIX si cle les substances servant l laboration des parfums taient extraites uniquement de produits naturels animaux ou v g taux Actuellement si la parfumerie a recours de nombreuses substances de synth se issues de l industrie chimique elle n a pas renonc tirer parti des mat riaux v g taux Les proc d s d extraction ont volu au cours du temps La technique d enfleurage est employ e pour des fleurs tr s fragiles comme le jasmin par exemple On tale une couche de graisse m lange de porc et de b uf sur un ch ssis de verre et on y d pose les fleurs Fleurs de jasmin d pos e sur de la graisse Peu peu la graisse aspire leur ar me Chaque jour on renouvelle les fleurs jusqu ce que la graisse ne soit plus capable d aspirer l ar me on dit qu elle est satur e La graisse est alors lav e l alcool thylique ou thanol dans une batteuse et le parfum passe de la graisse l alcool Celui ci est ensuite vapor sous vide Il reste alors un r sidu tr s parfum l absolue qui servira la fabrication de parfums 1 Traduisez en langage scientifique la graisse aspire leur ar me le parfum passe de la graisse l alcool Quel r le la graisse et l alcool jouent ils 2 Pensez vous qu on puisse vaporer facilement2. de la graisse Expliquez alors pourquoi on lave la graisse parfum e l alcool Le proc d d extraction par solvant volatil s est d velopp gr ce l industrie p troli re qui fournit ce type de solvants on emploie le cyclohexane le pentane l ac tone l ther de p trole Les fleurs sont charg es dans des paniers et plong es dans de grandes cuves qu on remplit de solvant Les paniers sont mis en rotation pendant plusieurs heures Certaines substances contenues dans les fleurs passent dans le solvant Celui ci est ensuite vapor Il reste alors un r sidu solide appel concr te Les concr tes sont constitu es d un m lange de substances odorantes et de substances inodores Une deuxi me extraction par de l alcool thylique ou thanol partir de la concr te permet apr s vaporation de l alcool d obtenir l absolue une substance tr s parfum e Les solvants utilis s dans ce proc d sont volatils et inflammables ce qui rend cette m thode d extraction dangereuse risques d incendie Elle n cessite des mesures de s curit rigoureuses Questions 3 Donnez les noms des solvants cit s dans ce document 4 La concr te est constitu e de produits odorants et de produits inodores Quels sont ceux qui sont le plus soluble dans l alcool thylique 5 Expliquez pourquoi on effectue une deuxi me extraction par l alcool Pour en savoir beaucoup plus sur la parfumerie http www museesdegrasse com 1 2 Po
3. e l ampoule d canter sch ma 1 3 Boucher l ampoule et la retirer du support La renverser en prenant soin de bien tenir le bouchon d une main et de l autre le robinet 4 Agiter nergiquement en ouvrant le robinet de temps en temps afin d viter des probl mes de surpression dans l ampoule sch mas 2 et 3 5 V rifier que le robinet est ferm puis replacer l ampoule sur son support Enlever le bouchon et laisser reposer le m lange pendant quelques minutes Les deux liquides non miscibles se s parent progressivement jusqu ce qu on observe deux phases bien distinctes 6 Ouvrir le robinet pour laisser le liquide le plus dense s couler Le refermer lorsque la surface de s paration des deux liquides a atteint le robinet 2 3 Extraction par solvant Pour extraitre une esp ce d un solvant S il faut Un autre solvant S non miscible S Il faut que la substance A soit plus soluble dans S que dans S Si ces deux conditions sont r unies alors une grande proportion de l esp ce A de S passe dans le solvnat S Pour s parer S et S la technique de l ampoule d canter peut tre utilis e Exemple Dans le cadre de la technique d enfleurage Les compos s ar matiques taient pi g s dans la graisse solvant S Puis ils ont t extrait de S l aide d thanol S 2 4 Hydrodistillation ou entra nement la vapeur Ce proc d est bas sur le passage l tat gazeux des substances chimique
4. ence d adsorption des constituants du m lange sur la phase fixe balay e par l luant Une substance soluble dans l luant est entra n e le long de la couche mince ce ph nom ne est appel lution Plus la solubilit de la substance dans l luant est grande plus la distance parcourue par elle le long de la couche mince est grande On d finit pour une esp ce chimique donn e le rapport frontal R par le rapport de la distance parcourue par l esp ce chimique milieu de la tache sur celle parcourue par l luant front 3 La chromatographie sur papier est une Y m Chromatoplaque chromatographie de partage bas e sur la a r agu r x x r atmosph re satur e diff rence de solubilit des esp ces s parer en vapeur de solvant La phase stationnaire et form e par l eau li e au emplacement des d p ts mol cules de cellulose du papier Solvant appel luant Le rapport frontal Rf est une caract ristique d une esp ce chimique dans un luant donn et sur un support donn Il est d fini par ce Rf distance parcourue par l esp ce chimique j r r X distance parcourue par le front del luant y D 0 ligne de d p t _ m cuve solvant de migration
5. s En effet les mol cules d eau sous forme gazeuse vapeur entra nent dans leur d placement les autres mol cules Puis lorsque la temp rature redescend dans le r frig rant les mol cules repassent l tat liquide condensation On reccup re ainsi le distillat Sch ma du montage d hydrodistillation au laboratoire Thermometre P a Sortie de l eau R frig rant eau L Erlenmayer et distillat Ballon Chauffe ballon 3 Caract risation d une exp ce chimique 3 1 Lemp ratures de changement d tat Les temp ratures de fusion d bullition et de fusion sont caract ristiques d une sbstance chimique Ainsi conna tre une temp rature de changement d tat d une substance permet d avoir quelques indications sur sa nature 3 2 L indice de r fraction Toutes les substances chimques ne se comportent pas de la m me mani re vis vis de la lumi re Mesure l indice de r fraction d une substance permet galement d avoir des indications sur sa nature 3 3 La chromatographie La plaque pour chromatographie est constitu e d une feuille d aluminium sur laquelle est d pos e une couche mince de silice poreuse Cette mince couche constitue la phase stationnaire La partie inf rieure de cette plaque est plong e dans un solvant liquide ou un m lange de solvants appel luant Le solvant s l ve par capillarit le long de la couche mince il constitue la phase mobile La chromatographie est bas e sur la diff r
6. tte On dit que sa densit est moins importante que celle de l acide ac tique D finition La densit d un corps par rapport l eau est gale au quotient de la masse m d un volume V du corps par la masse m du m me volume V d eau d m m m en kilo m en kilo Application la densit du cyclohexane par rapport l eau est de 0 78 Quelle est la masse d un volume de 1 litre de cyclohexane 2 Techniques de S paration 2 1 La filtration Cette technique est utilis e lorsque l on est en pr sence d un solide non soluble dans le solvant Exemple Du sable et de l eau B chner Papier filtre Verre a pied Vers la trompe a eau Papier filtre Fiole vide 7 Filtrat Erlenmayer Filtrat Filtration classique Filtration sous vide 2 2 La d cantation Cette technique est utiliser lorsque l on est en pr sence de deux liquides non miscibles Dans ce cas les deux liquides non miscibles sont introduits dans une ampoule d canter Le liquide ayant la plus faible densit surnage il constitue la phase sup rieure alors que le plus dense constitue la phase inf rieure Phase sup rieure Phase inf rieure Mode d emploi de l ampoule d canter 1 Placer l ampoule d canter sur son support robinet ferm Disposer un b cher sous l ampoule 2 Introduire la solution contenant la substance extraire puis le solvant extracteur par le haut d
7. urquoi doit on agiter une vinaigrette avant de consommer ACTIVIT DOCUMENTAIRE Commen ons par examiner la composition de la vinaigrette compos e de vinaigre d huile de sel de poivre et de moutarde volont La vinaigrette est une mulsion le vinaigre est une solution d acide ac tique dans l eau Normalement l huile ne se dissout pas dans l eau c est seulement quand on agite fortement un m lange d eau et d huile que des gouttelettes d huile se placent en Suspension dans l eau Temporairement d ailleurs car ces gouttelettes plus l g res que l eau remontent fusionnent et reforment une phase huileuse s par e Cette description n est valable que si la proportion d huile n est pas trop forte Quand l eau et l huile sont en quantit s gales c est l huile qui forme des gouttelettes dispers es dans l eau En revanche si l on augmente la proportion d huile c est l eau qui viendra se placer sous forme de gouttelettes dans l huile Extrait de l ouvrage de M Herv THIS Les secrets de la casserole 1 A la fin de la pr paration de la vinaigrette le sel n est plus visible O est il pass 2 Peut on disoudre du sel dans de l huile 3 A l aide des informations du texte essayez de trouver une d finition du mot mulsion 4 Que se passe t il lorqu on laisse reposer la vinaigrette Conclusion 1 3 Densit d un liquide Dans l exemple pr c dent l huile remonte la surface de la vinaigre
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