Principes de la distillation, absorption et adsorption

1) La vaporisation

Le passage du liquide en vapeur est appelé vaporisation. Elle peut se produire soit à la surface du liquide (évaporation), soit dans la totalité du volume (ébullition). Si vous chauffez un liquide dans un récipient, la pression de vapeur augmentera jusqu'à ce qu'elle atteigne la pression atmosphérique. À ce stade, la vapeur provient de la masse entière du liquide. La température d'ébullition est caractéristique de chaque substance, mais elle varie selon la pression. La pression de vapeur dépend de la température et augmente avec celle-ci.

Facteurs influençant l'ébullition

Selon la constitution du liquide, plus les forces intermoléculaires sont intenses, plus la pression de vapeur est faible et, par conséquent, plus la température d'ébullition est élevée.

2) La distillation

La distillation est une opération de transfert de masse permettant de séparer des liquides mélangés ayant des points d'ébullition ou des volatilités différents. Elle consiste à faire bouillir le mélange dans un réservoir (chaudière) puis à condenser les vapeurs générées.

• Distillat : vapeurs condensées.
• Résidu : liquide restant dans la chaudière.

Le composant le plus volatil s'accumule dans le distillat, tandis que le moins volatil reste dans le résidu.

Équipement de distillation

1. Thermomètre
2. Colonne de distillation
3. Ballon de distillation
4. Source de chaleur
5. Condenseur
6. Récepteur
7. Adaptateur à vide

3) Exercice d'application

FVFVVV

4) Questions techniques

• a) Retirer la vapeur.
• b) Pour les liquides ayant des températures d'ébullition proches.
• c) Pour les substances pouvant s'altérer ou se dégrader à haute température. La baisse de pression permet d'atteindre le point d'évaporation à une température plus modérée.
• d) Pour améliorer la distillation (utilisation de plateaux ou garnissage).
• e) Favoriser un bon contact liquide-vapeur pour le transfert de matière (ex: plateaux à cloches, perforés, à valves).

5) Absorption et Adsorption

Absorption

Il s'agit de la dissolution d'un gaz dans un liquide. Employée au laboratoire pour préparer des réactifs (acide chlorhydrique, ammoniac) et dans l'industrie pour purifier des courants gazeux via des tours d'absorption afin d'éliminer des composants indésirables.

Adsorption

Opération de séparation consistant à mettre en contact un fluide avec un adsorbant solide. On distingue l'adsorption physique et l'adsorption chimique. Utilisée dans l'industrie pour éliminer des substances organiques causant des problèmes de couleur, d'odeur ou de saveur.

Exemples d'adsorbants : charbon actif, gel de silice, alumine, zéolites, sépiolite, terre de diatomées.