Séquence 9 : Extraire une espèce chimique de la nature Seconde- SPC
Séquence 9 : Extraire une espèce chimique de la nature
On peut extraire des espèces chimiques de la nature, pour cela certaines techniques existent. Sam doit être capable de fabriquer des médicaments à partir de plantes sur la nouvelle planète .
1- Petits rappels sur les solutions
Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique.
Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques.
Remarque : un mélange peut être homogène ou hétérogène (= ses différents constituants sont visibles à l’œil nu).
Une solution est un cas particulier de mélange homogène.
Une solution est obtenue par dissolution d’une espèce chimique solide appelée soluté dans un liquide appelé solvant.
Remarque : lorsque le solvant est l’eau, la solution est appelée solution aqueuse
2- Les propriétés permettant la séparation d'espèces chimiques
2.1- La miscibilité et la densité des liquides
Capsule n° 1 a- Miscibilité
La miscibilité est la capacité de deux liquides à se mélanger de manière homogène.
eau Huile Eau + éthanol
NON Miscibles 2 phases
= mélange hétérogène
Miscibles 1 phase
= mélange homogène
La densité d’une espèce chimique est définie comme étant le rapport de sa masse volumique par la masse volumique d’un corps de référence :
d : densité sans unité
: masse volumique en kg.m-3 ou en g.cm-3
: Pour les liquides et les solides, le corps de référence est l’eau pure
Animation n°1 : masse et volume
Si d > 1 : l’espèce chimique est plus dense que l’eau.
Si d < 1 : l’espèce chimique est moins dense que l’eau.
Applications :
La masse volumique d'une huile d'olive est huile = 0,92 g.cm-3
d < 1 : l’espèce chimique est moins dense que l’eau.
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• "Phase aqueuse" : phase dont le solvant est l'eau.
• "Phase organique" : phase dont le solvant est organique ( ex : cyclohexane, dichlorométhane).
2.2- La solubilité d'une espèce chimique dans un solvant
La solubilité d'un soluté est la concentration maximale de ce composé que l'on peut dissoudre dans un solvant et à une température donnée.
3- Les différentes techniques d’extraction par solvant
Une extraction consiste à extraire, c'est à dire prélever, une ou plusieurs espèces chimiques d'un mélange.
L'extraction par un solvant est réalisée en solubilisant l’espèce chimique à extraire dans un solvant dit extracteur .3.1- Extraction solide/liquide
Capsule n° 2 et 3
Le solide est laissé au contact d’un solvant liquide dans lequel les espèces à extraire sont solubles.
Comment choisir le bon solvant extracteur ?
L’espèce à extraire doit être très soluble dans le solvant
Le pressage : Cette opération consiste à « faire sortir » un produit en exerçant une pression.
La macération : Les plantes sont mises dans un solvant froid, et vont ainsi libérer des arômes.
Afin de séparer le liquide du solide, l’extraction est suivie d’une étape de séparation : la filtration
Montage de filtration (site kartable)
Pour augmenter la rapidité et l'efficacité de la filtration, il est possible de l'effectuer sous pression réduite, avec un filtre Büchner.
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Montage de filtration sous pression réduite (ou filtration Büchner) ( site kartable )
3.2- L’extraction liquide/liquide
Capsule n°4 et n°5
Le liquide contenant l’espèce chimique est laissé au contact d’un solvant liquide dans lequel les espèces à extraire sont plus solubles.
Comment choisir le bon solvant extracteur ?
L’espèce dissoute à extraire doit être beaucoup plus soluble dans le solvant extracteur que dans le solvant de départ.
Le solvant extracteur ne doit pas être miscible avec le solvant de départ pour les séparer dans l’ampoule à décanter
Principe :
Animation n°3
Il faut que les ≠ constituants aient des Teb différentes.
Montage d’hydrodistillation (site kartable)
Principe :
Animation n°2
Sous l’effet du chauffage, les cellules végétales de la fleur libèrent les espèces aromatiques qu’elle contient.
Ces espèces volatiles sont entraînées par la vapeur d’eau.
La liquéfaction des vapeurs (appelée communément condensation) s’effectue à l’aide d’un réfrigérant à eau.
Les deux phases alors obtenues (phase aqueuse et phase organique contenant l’huile essentielle), ne sont pas miscibles.
Elles seront séparées par la suite à l’aide d’une ampoule à décanter puis évaporation du solvant.
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Schéma bilan
Espèce à extraire
Solide
Soluble dans un solvant
Extraction solide /liquide
Filtration Classique ou sous vide
Insoluble dans un solvant
Hydrodistillation
Séparation par décantation ampoule à décanter
Liquide
Extraction liquide/Liquide
Séparation par décantation
ampoule à décanter Extraction du solvant par évaporation
