ISCIPLINES
DISTILLATION EN CLASSE DE SECONDE
Jacques Gambini
Professeur
1° NOTE PRELIMINAIRE
A la suite de l'étude des hydrocarbures, les élèves font une séance de travaux pratiques sur la distillation. Initialement il a été proposé de distiller un mélange de cyclohexane et d'acétophénone... Cette opération conduit à une atmosphère peu respirable, l'identification des cétones reste mystérieuse, ces deux produits ont peu de chance de se trouver mêlés, aussi, beaucoup ont-ils utilisé un autre mélange:
- Eau et alcool éthylique: L'azéotrope pose pas mal de problèmes ....
- Eau et alcool méthylique: Cet alcool est très toxique... ;
- Eau et acétone: On est ramené à l'identification d'une cétone...
On propose ici pour illustrer les hydrocarbures de distiller un mélange de cyclohexane et d'huile de paraffine soit des hydrocarbures.
2° LISTE DE MATERIEL
ELEVES:
- 2 soucoupes
- 2 éprouvettes de 10 ou 20 mL
- Un ensemble complet de distillation avec chauffe ballon.
PROFESSEUR:
- Une balance automatique au 1/100 ou au 1/10 de gramme
- Catalogue de chimie.
- Flacon de cyclohexane
- Flacon d'huile de paraffine (c'est un mélange d'hydrocarbures)
3° DISTILLATION D'UN MELANGE D'HYDROCARBURES
3-1 But : Séparer les composants d'un mélange.
3-2 Expériences préliminaires:
3-2-1 Combustion
Combustion du cyclohexane et de la paraffine: Imbiber un morceau de craie avec du cyclohexane et un autre avec de la paraffine et les déposer dans une soucoupe. Approcher une allumette enflammée, avec le cyclohexane la combustion est immédiate, c'est un produit très volatile, avec la paraffine il faut chauffer longuement car celle-ci est peu volatile
3-2-2 Identification des hydrocarbures: masse volumique
Chaque groupe passe à la paillasse, pose une éprouvette graduée sur la balance; la tare est faite, le professeur verse 7 à 10 mL de cyclohexane dont la masse est immédiatement connue. Le volume étant lu sur l'éprouvette, les élèves en déduisent la masse volumique
r cyclo . La même opération est réalisée avec le second produit. : r para.
La comparaison des résultats peut être faite avec les données d'un catalogue :
r cyclo = 0.78 g/mL
r para = 0.86 g/mL
- Notons que pour ce produit qeb = 80.7°C
- Le distillat est recueilli, son volume mesuré, il est pesé et on calcule sa masse volumique.
- Les élèves tireront facilement une conclusion.
3-3 Distillation
Les deux produits en possession des élèves sont versés dans le ballon et on procède à la distillation.
Activités :
-
On peut relever la température en tête de colonne et tracer la courbe donnant celle-ci en fonction du temps, repérer où on a observé l'apparition de la première goutte de distillat ainsi que la dernière, interpréter l'existence d'un pallier et la température où il se situe.
- Le distillat est recueilli, son volume mesuré, il est pesé et on calcule sa masse volumique.
- Les élèves tireront facilement une conclusion.
AVANTAGES
La distillation est extrêmement simple à réaliser et à interpréter, on observe un pallier avec une température à peine inférieure à celle du cyclohexane, les températures d'ébullition sont très différentes ( en général celle de la paraffine n'est pas donnée car c'est un mélange d'hydrocarbures en C18 , C20, on récupère le cyclohexane.
PRECAUTIONS
Pas de flammes et de bec bunsen pour le chauffage, quand les élèves font brûler les hydrocarbures, s'assurer que les bouteilles de ces derniers sont bien éloignées des flammes.