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Faculté de génie mécanique et génie des procédés
Généralité -Distillation : Action de distiller ; procédé de séparation des constituants d'un mélange par ébullition.Traitement par la chaleur de certains produits agricoles en vue d'obtenir de l'alcool éthylique -Comment se fait la distillation simple ? Elle se résume en deux actions : - Chauffer un liquide impur ou un mélange de liquides pour les transformer en vapeurs par ébullition. - Condenser ensuite les vapeurs par refroidissement et isoler les liquides purs.
Mode opératoire -Remplir le Ballon avec 100ml du mélange à distiller puis le mettre en marche le chauff-ballon à une vitesse de 4 ml/min -Après 11min de marche nôter la quantité du distillat récolté dans l’eprouvette puis mesurer son indice de afin de déterminer sa compostion en utilisant la courbe de calibrage 𝜼 = f(𝒙)
Graph de l’évolution de l’indice de réfraction en fonction de la fraction molaire d’éthanol
2) Explication du principe de la réfraction ainsi que le mode de fonctionnement du réfractomètre: Principe de la réfraction est le phénomène lumineux au cours duquel la lumière dévie de sa trajectoire rectiligne en changeant de vitesse lorsqu'elle passe d'un milieu transparent à un autre. Le mode de fonctionnement est très simple : un rayon lumineux va changer de direction en fonction de sa vitesse de propagation dans le milieu qu’il rencontre l’indice variera également en fonction de la concentration des composants du milieu.
T ambiante Charge initial distillat Produit de fond
𝜼 𝒙0 𝒙𝒅 𝒙𝒇 19,1 1,341 0,21 1,349 0,41 1,329 0,012
Quantité L0 = 100 ml D = 60 ml Lf = 40 ml 𝟏 3) Tracer la courbe = 𝒇(𝒙) : 𝒚−𝒙
𝒙 0 0,1
𝒚 𝟏 𝒚−𝒙
-La courbe de Rayleigh :
Notre courbe doit être limite entre x0 = 0,21 et Xf =0,012 4) Calcule de la quantité molaire et massique restante en résidu Lf : -On utilise l’équation de reyleigh : 𝒙𝟎 𝒅𝒙 𝑳𝟎 𝒙 0,012 0,125 0,165 0,21 𝒚 𝒇𝒙−𝒙 = 𝒍𝒏 =S 𝟏 2,94 2,94 2,94 2,94 𝑳𝒇 𝒚−𝒙
-D’après la courbe on utilise la méthode de trapèze :
𝐋𝟎 𝐡 𝐥𝐧 = = (1er valeur + dernier valeur + 2 (∑ [entre la 1er et la dernier]) 𝐋𝐟 𝟐 Avec un h= 0,04 𝑳𝟎 𝟎,𝟎𝟒 𝒍𝒏 = = (0,94 + 0,94 + 2 (0,94+0,94)= 0,3528 𝑳𝒇 𝟐 AN: *) On a L0 = 100 ml ; conversion de L0 ( expérimentale ) en quantité molaire : ρ=0,7893 (g/𝒄𝒎𝟑 ) m= 46 (g/mol) n = (m/M) et ρ=(m/v) Alors m= ρ* v n=(ρ*v)/M L0 = n = 𝟎,𝟕𝟖𝟗𝟑∗𝟏𝟎𝟎 = 1,716 mol 𝟒𝟔 Comme L0= 1,716 mole donc
5) Calcule de la quantité molaire et massique restant de distillat ainsi que sa composition
massique : -Quantité massique de D : -la composition massique : On traite le bilan global : 𝒙 𝒆𝒕𝒉 ∗𝑴𝒆𝒕𝒉 𝟎,𝟒𝟏∗𝟒𝟔 BG : L0 = Lf + D mD= (nD* Mmoy) Weth = = 𝟎,𝟒𝟏∗𝟒𝟔 +(𝟎,𝟓𝟗∗𝟏𝟖) 𝑴(𝒎𝒐𝒚) D = L0 - Lf mD = 0,516 (0,41*46+(1-0,41)*18) D = 1,716 – 1,2 Weth = 0,63 D = 0,516 mol mD = 15,211g On a 1= Weth + Weau Weau = 1- Weth Weau = 0,37 6) Discuter les résultats obtenus expérimentalement et analytiquement : 𝒕𝒉𝒆 −𝒆𝒙𝒑 Erreur relative % = * 100 𝒕𝒉𝒆 Par rapport a D : Par rapport a W : Dexp = 60 ml Dexp = (0,7893*60)/46 Wexp = 40 ml Wexp = (0,7893*40)/46 Dexp = 1,03 mol Dthe = 0,516 mol Wexp = 0,69 mol Wthe = 1,2 mol 𝟎,𝟓𝟏𝟔−𝟏,𝟎𝟑 𝟏,𝟐−𝟎,𝟔𝟗 Erreur relative % = *100 Erreur relative % = *100 𝟎,𝟓𝟏𝟔 𝟏,𝟐
Erreur relative = 9,61% Erreur relative = 42,5%
L’objectif de procédé est atteint
Conclusion: On conclure que notre analyse de la quantité de résidu est parfait a cause des valeurs très proches ainsi que la composition dans un mélange eau- éthanol sous une pression atmosphérique , et une détermination de (indice de réfraction )
