Distillation: principe et techniques
La distillation est une technique de séparation et de purification de substances chimiques liquides. Le liquide, placé dans le ballon à distiller, est porté à ébullition. Les vapeurs sont ensuite condensées à l'aide d'un réfrigérant et forment le distillat.
Celui-ci est alors récupéré dans un ballon récepteur.
Consultez la page sur le matériel de distillation pour connaitre les différentes pièces du montage.
Les techniques de distillation
La distillation simple: c'est la cas lorsqu'un seul constituant est volatil à la température d'ébullition. Le montage est constitué d'un ballon, d'une tête à distiller, d'un réfrigérant et d'un ballon récepteur. Cette technique est utilisée pour purifier un liquide ou séparer un liquide d'impuretés non-volatiles. On récupère lors de l'opération 3 fractions:
- fraction de tête (impuretés volatiles)
- fraction de cœur (produit pur)
- fraction de queue (impuretés non volatiles)
La distillation avec rectification: la technique est utilisée pour séparer 2 constituants volatils d'un mélange ayant des températures d'ébullition assez différentes pour que les composés passent les uns après les autres. Un seule distillation permet de les séparer. Par rapport au montage d'une distillation simple, la tête est remplacée par une colonne à distiller.
Distillation fractionnée: elle permet de séparer les constituants volatils d'un mélange dont les points d'ébullition sont proches. La séparation s'effectue en plusieurs étapes d'où son nom de «fractionnée».
Exemple de distillation fractionnée:
soit un mélange de composés A de température d'ébullition 60°C et B de température d'ébullition 70°C.
1ère distillation:
- fraction de tête jusqu'à 60°C principalement riche en A
- fraction de cœur entre 60°C et 70°C: mélange de A et de B
- fraction de queue après 70°C: principalement riche en B
2ème distillation :
On distille uniquement la fraction de tête précédemment obtenue
- fraction de tête jusqu'à 60°C principalement riche en A
- le reste est mélangé avec la fraction cœur précédente.
On renouvelle les opérations de la 2ème distillation jusqu'à obtenir le produit A pur.
Il faut effectuer la même chose le produit B
Pour finir, on effectue une dernière distillation avec la fraction de cœur et les reliquats des autres distillations. La fraction en dessous de 60°C est mélangée avec le produit A pure et au dessus de 70°C avec la fraction B.
Distillation sous pression réduite: lorsque l'un composé a une température d'ébullition élevée, il est courant de procéder à une distillation sous pression réduite. L'abaissement de la pression de travail, va diminuer la température d'ébullition et rendre celle-ci plus facile à réaliser. Des abaques tel que celui ci-dessous (Université de Pau) permettent de calculer la température d'ébullition d'une substance sous pression réduite en connaissant sa température d'ébullition sous pression atmosphérique. L'abaissement de la pression s'effectue soit à l'aide d'une pompe ou avec une trompe à eau. A noter, que l'agitation doit être assurée à l'aide d'un capillaire ou par un agitateur magnétique. Les pierres ponce ne conviennent pas.
