Discussion des résultats obtenus

Dans ce chapitre, on a représenté toutes les résultats expérimentaux obtenus au niveau du laboratoire et comme il clair que cette étude se base sur deux axes principales :

o L’effet du solvant utilisé pour la récupération de l’acide acétiqueà partir des solutions aqueuses;

o L’effet du type et de la concentration du sel ajouté pour extraire l’acide acétique.

Dans le premier parti, on a étudié l’effet de trois solvants différents pour l’extraction de l’acide acétique, chaque solvant a une fonction organique différente (alcool, ester et un solvant chloré). Pour expliquer l’effet du solvant sur l’extraction du soluté on se base sur leur polarité, le tableau V-12 suivant regroupe les solvants utilisé dans ce travail du moins polaire au plus polaire.

La mise en solution d'un composé résulte d'un ensemble complexe d'interactions entre molécules de solvant et molécules en solution : c'est la solvatation. Ces interactions électrostatiques sont assimilables à des interactions dipôle-dipôle (avec un soluté moléculaire, caractérisé par son moment dipolaire) et elles sont liées à la nature chimique du solvant. Ce sont de véritables liaisons chimiques entre soluté et solvant [85].

Tableau V-12 : Classement des solvants selon leur polarité [86].

Polarité Formule Groupe Type Solvant

faible

fort

R-X Solvant halogéné

(chloré) Aprotique polaire

Dichlorométhane

R-COOR Esters Acétate d’éthyle

R-OH Alcools

Protique polaire

1-Octanol

R-COOH Acide Acide acétique

H-O-H Eau Eau

Chapitre V RESULTATS ET DISCUSSIONS

D’après le tableau ci-dessus, les solvants utilisés sont classés en deux : solvant protique polaire (1-octanol) et solvant protique apolaire (acétate d’éthyle et DCM). Les solvants protiques polaires peuvent former des liaisons hydrogène et possèdent un fort pouvoir ionisant et un pouvoir séparateur élevé. Ils solvatent les molécules chargées très fortement que les solvants aprotiques polaires qui ne peuvent pas former de liaison hydrogène, mais leurs molécules agissent comme des dipôles.

La fonction acide carboxylique est fortement polaire et est à la fois donneur et accepteur de liaisons hydrogène. Ceci permet la création de liaisons hydrogène avec un solvant polaire par exemple comme l'eau, l'alcool, et d'autres acides carboxyliques.

Figure V-32 :Schéma représentatif d’une liaison hydrogène dans un acide carboxylique [87].

Lors de la mise en présence de l’acide acétique et de deux liquides l’eau et le solvant (non miscible) il s’établit un équilibre. Plus le solvant est polaire son moment dipolaire est élevé, plus l’extraction est préférable et c’est le cas du 1-octanol qui est le solvant le plus polaire parmi les deux autres et qui donne un facteur de séparation le plus élevé (S=16,4760). Cette hypothèse pour expliquer les résultats obtenus est confirmée par les résultats de M.

Timedjeghdine [88] et D. Laiadi [12].

Pour le deuxième parti qui concerne l’effet du sel on peut remarquer que l’addition des sels a provoqué l’effet «salting-out» de l’acide acétique de la phase aqueuse vers la phase organique. Ceci peut être expliqué par une insuffisance de molécules d’eau autour des molécules organiques (soluté) causée par les espèces ioniques du sel. Les molécules d’eau se rassemblent autour des ions du sel (solvatation) encourageant ainsi la migration des molécules du soluté vers la phase organique.

Les figures (V-27, V-29 et V-31) montrent que l’effet de Na₂SO₄est plus important que celui de NaCl, par conséquent, le «salting-out» de l’acide acétique par le sulfate de sodium est plus prononcé que par le chlorure de sodium. Aussi, l’augmentation de la Chapitre V RESULTATS ET DISCUSSIONS

D’après le tableau ci-dessus, les solvants utilisés sont classés en deux : solvant protique polaire (1-octanol) et solvant protique apolaire (acétate d’éthyle et DCM). Les solvants protiques polaires peuvent former des liaisons hydrogène et possèdent un fort pouvoir ionisant et un pouvoir séparateur élevé. Ils solvatent les molécules chargées très fortement que les solvants aprotiques polaires qui ne peuvent pas former de liaison hydrogène, mais leurs molécules agissent comme des dipôles.

La fonction acide carboxylique est fortement polaire et est à la fois donneur et accepteur de liaisons hydrogène. Ceci permet la création de liaisons hydrogène avec un solvant polaire par exemple comme l'eau, l'alcool, et d'autres acides carboxyliques.

Figure V-32 :Schéma représentatif d’une liaison hydrogène dans un acide carboxylique [87].

Lors de la mise en présence de l’acide acétique et de deux liquides l’eau et le solvant (non miscible) il s’établit un équilibre. Plus le solvant est polaire son moment dipolaire est élevé, plus l’extraction est préférable et c’est le cas du 1-octanol qui est le solvant le plus polaire parmi les deux autres et qui donne un facteur de séparation le plus élevé (S=16,4760). Cette hypothèse pour expliquer les résultats obtenus est confirmée par les résultats de M.

Timedjeghdine [88] et D. Laiadi [12].

Pour le deuxième parti qui concerne l’effet du sel on peut remarquer que l’addition des sels a provoqué l’effet «salting-out» de l’acide acétique de la phase aqueuse vers la phase organique. Ceci peut être expliqué par une insuffisance de molécules d’eau autour des molécules organiques (soluté) causée par les espèces ioniques du sel. Les molécules d’eau se rassemblent autour des ions du sel (solvatation) encourageant ainsi la migration des molécules du soluté vers la phase organique.

Les figures (V-27, V-29 et V-31) montrent que l’effet de Na₂SO₄est plus important que celui de NaCl, par conséquent, le «salting-out» de l’acide acétique par le sulfate de sodium est plus prononcé que par le chlorure de sodium. Aussi, l’augmentation de la Chapitre V RESULTATS ET DISCUSSIONS

D’après le tableau ci-dessus, les solvants utilisés sont classés en deux : solvant protique polaire (1-octanol) et solvant protique apolaire (acétate d’éthyle et DCM). Les solvants protiques polaires peuvent former des liaisons hydrogène et possèdent un fort pouvoir ionisant et un pouvoir séparateur élevé. Ils solvatent les molécules chargées très fortement que les solvants aprotiques polaires qui ne peuvent pas former de liaison hydrogène, mais leurs molécules agissent comme des dipôles.

La fonction acide carboxylique est fortement polaire et est à la fois donneur et accepteur de liaisons hydrogène. Ceci permet la création de liaisons hydrogène avec un solvant polaire par exemple comme l'eau, l'alcool, et d'autres acides carboxyliques.

Figure V-32 :Schéma représentatif d’une liaison hydrogène dans un acide carboxylique [87].

Lors de la mise en présence de l’acide acétique et de deux liquides l’eau et le solvant (non miscible) il s’établit un équilibre. Plus le solvant est polaire son moment dipolaire est élevé, plus l’extraction est préférable et c’est le cas du 1-octanol qui est le solvant le plus polaire parmi les deux autres et qui donne un facteur de séparation le plus élevé (S=16,4760). Cette hypothèse pour expliquer les résultats obtenus est confirmée par les résultats de M.

Timedjeghdine [88] et D. Laiadi [12].

Pour le deuxième parti qui concerne l’effet du sel on peut remarquer que l’addition des sels a provoqué l’effet «salting-out» de l’acide acétique de la phase aqueuse vers la phase organique. Ceci peut être expliqué par une insuffisance de molécules d’eau autour des molécules organiques (soluté) causée par les espèces ioniques du sel. Les molécules d’eau se rassemblent autour des ions du sel (solvatation) encourageant ainsi la migration des molécules du soluté vers la phase organique.

Les figures (V-27, V-29 et V-31) montrent que l’effet de Na₂SO₄est plus important que celui de NaCl, par conséquent, le «salting-out» de l’acide acétique par le sulfate de sodium est plus prononcé que par le chlorure de sodium. Aussi, l’augmentation de la

concentration du sel (5%, 10% et 20%) dans la phase aqueuse augmente la récupération du soluté par la phase organique.

Cette différence des résultats peut être expliquée en se basant sur le nombre de solvatation et le rayon d’hydratation des ions du sel. Et comme le cation (Na⁺) est le même pour les deux sels alors que la différence réside dans la solvatation des anions ( Cl^etSO₄^2).

En effet, le nombre de solvatation est défini par le nombre total de molécules de solvant(l’eau dans ce cas) entourant les ions du sel. Les rayons d’hydratation sont calculés en tenant compte uniquement de la première sphère d’hydratation. Selon [35] ils sont donnés par la relation suivante :

hyd 2e

r  r r

où : r_e1, 25 Å: représente le rayon de la molécule d’eau qui est présentée sous forme d’une sphère.

r : le rayon ionique.

Tableau V-13 : Caractéristiques des ions.

Ion Rayon ionique (Å)

Rayon d’hydratation

Nombre de solvatation

Cl^ 1,81 4,31 6

2

SO4^ 2,3 4,8 8

Na^ 1,2 3,7 4-8

Les anions faiblement hydratés ont une plus petite taille. La taille des anions Cl^et SO₄^2 est dans l’ordre: SO₄^2> Cl^ . D’après les données du tableau (V.13), il est noté que l’effet «salting-out»augmente avec l’augmentation de rayon d’hydratation et le nombre de solvatation. Par conséquent, les résultats expérimentaux obtenus se concordent avec les résultats théoriques.

(V.1)

Chapitre V RESULTATS ET DISCUSSIONS