Extraction , séparation et identification d'espèces chimiques
1)- Historique :
Depuis la haute Antiquité (Egypte…), l'homme utilise des colorants, des parfums, des arômes, et les extraits de produits naturels grâce aux techniques suivantes :
• La filtration :
Elle date de la préhistoire et permet, par exemple, au travers d’un lit de sable ou de mousse de rendre une eau boueuse limpide.
• Le pressage :
Par exemple, il s'agit d'exercer une pression sur une orange pour obtenir le jus, ou d'écraser des fleurs pour extraire les arômes comme le faisaient les égyptiens.
• La décoction :
On place la racine ou l'écorce d’une plante dans de l'eau froide ; le tout est porté à ébullition et les constituants se dissolvent dans l’eau. Cette méthode est très ancienne.
• L’enfleurage :
Les fleurs fragiles (violette ou jasmin) sont posées sur des châssis enduits de graisse animale très pure et inodore qui absorbe le parfum des fleurs au contact ; en fin de séchage, les graisses sont imprégnées de substances odorantes que l’on extrait avec de l’alcool.
• L'infusion :
On verse de l'eau bouillante sur les feuilles ou les fleurs finement hachées puis on les laisse tremper pour dissoudre les principes actifs. Le thé en est un exemple.
• La macération :
Une substance séjourne à froid dans un solvant organique pour en extraire les constituants solubles dans ce solvant. Ex : la présence de fruits dans l'alcool.
• Entraînement à la vapeur ou hydrodistillation :
Les parfums de la plante (huiles parfumées ou huiles essentielles) sont entraînés par de la vapeur d'eau. Cette technique date de l'Egypte ancienne.
• Extraction par solvant :
c'est un procédé plus récent (19ème siècle) qui permet d'extraire des composés qui ne peuvent pas l'être avec de l'eau.
Toutes ces techniques connues depuis longtemps ont été perfectionnées et sont toujours utilisées.
2)-Extraction par hydrodistillation de la Lavande :
Expérience :
· Placer 10 g de fleurs de lavande, des grains de pierre ponce et 100 mL d’eau distillée dans le ballon.
· Mettre en route la circulation d’eau dans le réfrigérant
· Démarrer le chauffage.
· Porter le mélange à ébullition. Régler le thermostat pour que l’ébullition ne soit pas trop forte.
· Arrêter le chauffage lorsque le volume de distillat atteint environ 60 mL.
Montage :
Exploitation :
1. Avec quoi a-t-on mesuré la quantité d’eau nécessaire pour réaliser l’hydrodistillation ?
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2. Quel est le rôle des grains de pierre ponce ?
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3. Quel est le rôle du chauffe-ballon ?
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4. Quel est le rôle du réfrigérant ?
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5. Quel est le rôle de la vapeur d’eau ?
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6. Expliquer brièvement le principe de l’hydrodistillation.
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7. Quel est le nom que l’on donne au produit que l’on récupère et dans quel état le récupère-t-on ?
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8 - Annoter le schéma du montage ci-dessus.
3)- Extraction liquide-liquide :
L’extraction d’espèces chimiques à l’aide d’un solvant s’appuie sur les notions de densité, de solubilité et de miscibilité.
- La densité :
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- La solubilité :
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- La miscibilité :
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L’extraction par un solvant consiste à dissoudre l’espèce chimique recherchée dans un solvant que l’on choisit selon les critères suivant :
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L’extraction par un solvant ou décantation se réalise dans une ………..
Protocole experimental :
- Ajouter 3 g de chlorure de sodium au distillat obtenu et agiter pour dissoudre le sel.
- Transvaser la solution obtenue dans une ampoule à décanter et y ajouter 10 mL de cyclohexane.
- Agiter l'ampoule à décanter en purgeant assez régulièrement.
- Laisser reposer.
- Recueillir dans un bécher la phase organique.
Ajouter dans le bécher un sel desséchant (………..) et agiter avec une tige en verre puis filtrer la phase organique.
Exploitation :
1-Pourquoi ajoute-t-on du chlorure de sodium au distillat ? Qu’appelle-t-on cette étape ?
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2 - Pourquoi ajoute-t-on du cyclohexane ? Justifier le choix du cyclohexane.
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3 - Pourquoi faut-il agiter l’ampoule à décanter et la purger de temps en temps ?
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4 - Représenter l’ampoule à décanter et y indiquer la nature des deux phases.
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5-Quel est le rôle du sel desséchant ?
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6-Comment récupérer finalement notre essence de Lavande ?
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Conclusion :
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