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    TP 3

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    Hamadi Fatima Zohra
    Ce document décrit un TP sur la détermination de la solubilité mutuelle entre l'eau et le phénol. Le but est d'établir la courbe de solubilité en fonction de la température et de déterminer la température critique au-delà de laquelle les deux liquides sont totalement miscibles. Le protocole expérimental consiste à préparer des mélanges eau-phénol à différentes proportions et à noter les températures de démixtion lors du refroidissement.

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    UDL-SIDI BEL ABBES

    FACULTE DE TECHNOLOGIE
    DEPARTEMENT DES ENERGIES ET DE GENIE DES PROCEDES

    TP Opérations unitaires M1 / S1

    TP 03 : Détermination de la solubilité mutuelle de deux liquides partiellement


    miscibles (eau-phénol)

    Généralités
    La miscibilité de deux liquides A et B l’un dans l’autre peut être soit total (eau-
    alcool éthylique) soit partielle (eau-phénol, eau-aniline) ; dans le cas d’une
    miscibilité partielle, soit la proportion de A dans B ou inversement dépasse une
    certaine valeur à une température donnée, le mélange présente alors deux phases
    liquides distinctes dont les compositions sont bien déterminées. La proportion
    limite correspond à la solubilité maximale de A dans B ou inversement à la
    température considérée.
    Par exemple, si l’on ajoute progressivement, à 20°C du phénol à de l’eau à partir
    d’une certaine masse de phénol ajoutée, le système se sépare en deux phases
    distinctes : c’est le phénomène de démixtion

    Phase 1

    Phase 2

    Figure1 : équilibre liquide-liquide

    La phase 1 est constituée par du phénol saturé d’eau. La phase 2 est constituée
    par de l’eau saturée de phénol.
    Les compositions des deux phases varient avec la température et lorsque T croit
    elles tendent à se confondre. Cette égalité a lieu pour une température dite
    critique Tc au-delà de laquelle deux liquides sont miscibles en toutes
    proportions.
    But :
    Cette manipulation a pour objet l'établissement de la courbe de solubilité
    mutuelle de deux liquides partiellement miscibles et la détermination de la
    température critique de solubilité.

    Système étudié : eau - phénol


    Le système étudié dans cette manipulation est formé de phénol (C6H5OH) et
    d'eau. La dissolution de phénol dans l'eau et de l'eau dans le phénol est
    endothermique (Ldissol > 0). Elle est donc (thérorème de van't Hoff) favorisée
    par une augmentation de température.
    Aux basses températures, le phénol et l'eau ne sont que partiellement miscibles.
    Lorsque la température augmente, les titres des deux phases liquides en équilibre
    se rapprochent jusqu'à atteindre la même valeur à une température appelée
    température critique supérieure (T.C.S.) de solubilité.
    Ceci est un exemple de miscibilité partielle. Certains systèmes liquides peuvent
    présenter aussi des températures critiques inférieures (T.C.I.) de solubilité, et
    parfois les deux (cf. cours). La miscibilité partielle est très fréquente aussi en
    phase solide, mais plus difficile à interpréter, car la diffusion en phase solide est
    très lente.

    Mode opératoire
    Matériels et produits utilisés :
    - Tube à essai
    - Thermomètre
    - Spatule
    - Verre de montre
    - Balance
    - Plaque chauffante
    - Eau et phénol

    Méthode :
    - peser dans un verre de montre à l'aide d'une balance : 1g, 2g, 3g, 4g, 5g,
    6g, 7g de phénol avec une bonne précision

    - mettre chaque pesée dans un tube et compléter à 10 g avec de l’eau


    distillée de telle façon à ce que : masse du phénol + masse de l’eau = 10g

    - mettre les sept tubes dans un bain marie, muni d’un thermomètre, puis
    chauffer jusqu’à environ 80 °C.
    - agiter doucement pour homogénéiser les mélanges.
    - arrêter le chauffage lorsque tous les mélanges sont devenus clairs dans les
    tubes à essai.
    - laisse refroidir l’eau du bain et on note pour chaque mélange la
    température à laquelle apparaît une turbidité.

    Présentation des résultats


    1) complétez le tableau

    m(phénol) g 1 2 3 4 5 6 7
    m (eau)g 9 8 7 6 5 4 3
    X phénol
    T (°C)

    2) Tracez sur papier millimétré la courbe de démixtion dans les axes température
    - titre massique en phénol.
    3) donner la température critique du mélange
    4) conclusion

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