26/02/2014 SA15_extraction_diiode.doc 1/2
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2nde Thème : Santé TP n°21
Chimie Extraction du diiode par un solvant Chap.15
But du TP : Suivre un protocole expérimental en utilisant les techniques de décantation et d’extraction par un solvant.
I. Étude des espèces mises en jeu
La teinture d'iode (doc.1) est un antiseptique puissant composé de diiode dissous dans de l’alcool (plus précisément dans l’éthanol) généralement à raison de 10 %. La couleur de la solution alcoolique est jaune-orangée, tout comme la solution aqueuse de diiode (alors que le diiode est un solide violet).
L’eau et le cyclohexane (doc.2) sont les 2 solvants que vous allez manipuler.
1) Quel risque présente le cyclohexane ?
...
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2) Sous quel état physique est ce solvant à température ambiante (T ≈ 20 à 25°C) ?
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II. Expériences préliminaires
Dans un tube à essais, introduire environ 2 mL de solution aqueuse de sulfate de cuivre et 1 mL de cyclohexane.
Boucher le tube et agiter le mélange. Déboucher le tube et le laisser décanter. Garder ce tube comme témoin.
1) Schématiser ci-dessous à gauche le tube avec sa légende (couleur et position des phases aqueuse et organique).
2) Dans quel solvant (eau ou cyclohexane) le sulfate de cuivre est-il le plus soluble ?
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Faire la même expérience que précédemment avec 1 mL de solution aqueuse de diiode et 2 mL de cyclohexane.
Garder ce tube comme témoin.
3) Schématiser, ci-dessus à droite, ce second tube comme précédemment.
4) Expliquer dans quel solvant le diiode est-il le plus soluble.
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doc.1 Teinture d’iode commercialisée
sous le nom de Bétadine Doc.2 Etiquette du solvant cyclohexane
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III. Protocole expérimental
L’ampoule à décanter est un appareil de verrerie très utilisée pour extraire une espèce chimique grâce à sa différence de solubilité dans 2 solvants différents.
1) Dans l’ampoule à décanter, introduire 10 mL de solution aqueuse de sulfate de cuivre et 1 mL de solution aqueuse de diiode. Homogénéiser le mélange et noter sa couleur.
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Ajouter dans l’ampoule environ 4 mL de cyclohexane. Reboucher l’ampoule à décanter, la sortir de son support et l’agiter retournée, en ouvrant de temps en temps le robinet pour permettre l’évacuation d’éventuels gaz. Replacer l’ampoule sur son support, la déboucher et laisser décanter.
2) Noter la position et la couleur des phases dans l’ampoule à décanter ci-dessous (identifiables par leur volume).
Recueillir la phase aqueuse dans un bécher A et la phase organique dans l’erlenmeyer B.
Afin de vérifier s’il reste du diiode dans la phase aqueuse, remettre le contenu du bécher A dans l’ampoule à décanter ; ajouter de nouveau 4 mL de cyclohexane et agiter comme précédemment.
Recueillir la phase aqueuse dans le bécher A et rajouter la phase organique dans l’erlenmeyer B.
3) Préciser, ci-dessus, les espèces chimiques dans chaque récipient A et B.
IV. Exploitation des résultats
Pour des solutions peu concentrées, comme c’est le cas ici, les densités des solutions sont très proches de celles des solvants.
1) Quel solvant (eau ou cyclohexane) possède la densité la plus élevée ? Justifier à partir d’une expérience réalisée.
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2) Pourquoi a-t-on ajouté du cyclohexane dans l’ampoule à décanter ?
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3) L’extraction du diiode faite la première fois est-elle complète ? Justifier.
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4) Comment pourrait-on obtenir le sulfate de cuivre (II) et le diiode sous forme de solides cristallisés à partir des solutions contenues dans les récipients A et B ?
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V. Application (à finir à la maison…)
L’amande amère est caractérisée par un arôme très particulier souvent utilisé en pâtisserie et dans certaines
boissons. Le produit naturel a un coût de revient élevé. Pour cette raison, on utilise souvent un produit de synthèse : le benzaldéhyde. On se propose d’extraire le benzaldéhyde contenu dans du sirop d’orgeat (solution aqueuse). Pour cela, on établit un protocole expérimental en s’aidant des données du tableau ci-dessous.
eau alcool éther
Densité 1,0 0,80 0,71
Solubilité du benzaldéhyde soluble très soluble très soluble Miscibilité à l’eau miscible en toute proportion non miscible 1) Quel solvant peut-on utiliser pour réaliser l’extraction ?
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2) Comment procéder pour extraire le benzaldéhyde ?
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3) Schématiser la décantation en indiquant où se trouvent les phases aqueuse et organique.