Extraction d’une espèce en solution : Retraitement de déchets.
Une entreprise de traitement de déchets vient d’accepter un nouveau type de déchets, elle reçoit dans des bidons de récupération, les liquides recueillis après les TP de chimie. Ce sont des bidons remplis d’une solution aqueuse de sulfate de cuivre II et de diiode I2.
Il est demandé à l’entreprise de valoriser ces déchets à travers un recyclage.
Les solutions aqueuses de diiode doivent être recyclées dans un flacon étiqueté « déchets halogénés » et les sels métalliques sous formes solides.
Doc 1 : quelques caractéristiques des espèces étudiées.
Solvant Eau Ethanol Cyclohexane Dichlorométhane
Modèle
Miscibilité dans
l’eau - Oui Très faible Non
Masse volumique
(g.L-1) 1,00 0,78 0,79 1,33
Doc 2 :
Doc 3 : Solubilité
Sulfate de cuivre Diiode Dangers
Huile Très faible Faible
Ethanol Très faible Forte
Dichlorométhane Très faible Importante
(Vapeurs cancérigènes)
Cyclohexane Très faible Importante
(Nocif par ingestion)
Doc 4 : Les tests à connaître en seconde Les ions métalliques
– Test de l’ion cuivre Cu2+(aq) – réactif: soude – Couleur du précipité bleu Equation: Cu2+(aq) + 2 OH–(aq) → Cu(OH)2(s)
– Test de lion fer II Fe2+(aq) – réactif: soude – Couleur du précipité: vert foncé Equation: Fe2+(aq) + 2 OH–(aq) → Fe(OH)2(s)
– Test de l’ion fer III Fe3+(aq) – réactif: soude – Couleur du précipité: rouge orangé Equation: Fe3+(aq) + 3 OH–(aq) → Fe(OH)3(s)
Les ions halogénures
– Test de l’ion chlorure Cl–(aq) – réactif: nitrate d’argent – Couleur du précipité: blanc qui noircit à la lumière.
Equation: Cl–(aq) + Ag+(aq) → AgCl(s)
Doc 5 : La filtration sous pression réduite.
But : Filtrer plus rapidement et plus efficacement qu’une filtration classique.
Principe :
La trompe à eau, par son appel d’air, crée une dépression dans l’erlenmeyer à vide.
Le mélange à filtrer est alors aspiré au travers du papier filtre.
Protocole :
- Mouiller le filtre et le joint pour faciliter une bonne étanchéité.
- Ouvrir le robinet de la trompe à eau (pas trop fort).
- Verser le mélange à filtrer dans l’entonnoir de Büchner.
- Pendant la filtration, appuyer doucement sur l’entonnoir de Büchner avec la paume de la main, de façon à bien plaquer l’entonnoir et le joint contre l’erlenmeyer à vide, pour assurer une bonne étanchéité.
QUESTIONS.
1) Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental permettant de séparer les solutions de sulfate de cuivre (II) et de diiode dans le but de les recycler plus tard.
2) Le diiode est soluble dans l’huile d’arachide. Pourquoi serait-il préférable d’utiliser l’huile d’arachide plutôt que le solvant choisi en 1) ?
3) Quelles propriétés doit présenter un solvant pour réaliser une extraction liquide-liquide ? 4) Discuter de la polarité d’un solvant d’extraction vis-à-vis d’une espèce moléculaire :
- polaire.
- ionique.
- apolaire.
