Distillation simple : séparer l’éthanol et l’eau
Chauffez un mélange éthanol–eau coloré et recueillez la vapeur condensée. Reliez l’enrichissement de la vapeur à la volatilité et comprenez pourquoi une distillation simple ne supprime pas l’azéotrope éthanol–eau.
Objectif
Utiliser les différences de températures d’ébullition pour séparer les constituants volatils et interpréter l’évolution de la température.
Matériel et réactifs
Mélange éthanol–eau, ballon de distillation et thermomètre, réfrigérant avec tuyaux d’eau, ballon récepteur, pierres ponces, chauffe-ballon ou bain-marie, lunettes.
Procédure
- Examinez le ballon, le thermomètre, le réfrigérant et le récepteur simulés ; notez la température initiale.
- Augmentez progressivement la température et observez le début de l’ébullition puis l’apparition des premières gouttes de distillat.
- Augmentez la quantité recueillie, comparez le niveau du récepteur à la température du ballon et discutez de l’évolution de la composition de la vapeur.
- Expliquez pourquoi les premières fractions sont plus riches en éthanol et identifiez l’azéotrope à ébullition constante comme limite de la distillation ordinaire.
À observer
- Sous la zone d’ébullition, rares bulles ; dès l’ébullition, le condensat coule goutte à goutte de façon régulière.
- Le distillat est plus clair que le contenu du ballon : la vapeur est enrichie en éthanol, plus volatil.
Explication
L’éthanol bout à 78,4 °C et l’eau à 100 °C : la vapeur — et les premières fractions — est enrichie en éthanol. Le palier près de l’azéotrope (≈ 78,2 °C, ~95,6 % massique d’éthanol) borne la distillation simple ; le franchir exige une autre technique.
Histoire de l’expérience
Chimistes associés
Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.