TP RECRISTALLISATION

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TP RECRISTALLISATION

Messagepar momo5783 » 26 Sep 2010, 15:45

Bonjour je viens vers vous car je n'arrive pas a resoudre un exercice de tp en chimie organique
Voici l'enonce:
On considere les solubilité en grammes pour 100cm cube d'eau de:
L'acide benzoïque: 0.3g pour 100 cm cube a 25° et 5.4g pour 100 cm cube a 100°
L'acide o-pthalique: 0.7g pour 100 cm cube a 25° et 13.5g pour 100 cm cube a 100 °

On dispose d'un mélange de 10g contenant 90% en masse d'acide d'acide benzoique et 10% d'acide orthophtalique
Pour simplifier, on supposera qu'il n'y a pas d'influence de la solubilité d'un composé sur celle de l'autre en solution.
1- Quelle est la quantité minimal d'eau necessaire pour dissoudre a l'ébullition les 10g du mélange précédent .?

Je bloque complétement sur cette question. Quel'qu'un pourrait il m'eclairé.?
SVP

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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar TheMoustic » 26 Sep 2010, 16:02

Bonjour,

Il faut pour ça écrire mathématiquement ce qu'on te donne dans l'énoncé. Mais il faut aussi savoir ce dont tu as besoin ou pas parmi tout ce qu'on te donne... On te donne des solubilités de deux espèces dans l'eau à 25 °C et à 100 °C. Or, on te demande quelle quantité d'eau est nécessaire pour dissoudre à ébullition un mélange de ces deux espèces (donc à 100 °C, logique vu que l'on fait une recristallisation) . Donc les solubilités à 25 °C ont s'en fiche.

On peut déjà traduire mathématiquement quelques trucs :

Soit S100(X) la solubilité de l'espèce X à 100 °C. Si on abrège AB l'acide benzoïque et OP l'acide o-phtatlique, nous avons :

S100(AB) = 5,4 g / 100 cm3 = 0,0054 g / cm3 = 54 mg.cm-3

S100(OP) = 13,5 g / 100 cm3 = 135 mg.cm-3

Et voilà, le plus dur est fait !
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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar momo5783 » 26 Sep 2010, 16:29

Oué sa j'avais compris, donc on utilise que les donnée pour 100° C.
Donc la les calculs que vous m'avez donnée sont la masse qu'il y a dans 100 cm cube

maitenant il faut que je fasse 54/90 (car on a 90% d'acide benzoique) ?

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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar TheMoustic » 26 Sep 2010, 16:54

Heu non.

Tu as 10 g de mélange à 90 % massique de AB et 10 % massique de OP, soit : 9 g de AB et 1 g de OP et tu sais que pour dissoudre 54 mg de AB il faut 1 mL d'eau à 100 °C... :)
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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar momo5783 » 26 Sep 2010, 16:59

J'arrive pas du tout a comprendre . :(
pour dissoudre 54mg.cm cube il faut 1mL
pareil pour 135 mg.cm cube .?
Dsl mais je suis pas du tout calée la dedans

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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar TheMoustic » 26 Sep 2010, 18:01

1 cm3 = 1 mL

Donc, quand on dit que la solubilité de AB est de 54 mg/mL à 100 °C (que l'on peut noter aussi 54 mg.mL-1), ça veut dire que pour dissoudre 54 mg de AB, il faut 1 mL d'eau à 100 °C.

On peut voir ça aussi "dans l'autre sens" : dans 1 mL d'eau à 100 °C, on peut dissoudre au maximum 54 mg de AB.
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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar momo5783 » 26 Sep 2010, 18:15

0k 0k .
Mais j'arrive pa a trouver le calcule enfaite
les pourcentage me gene
J'arrive vraiment pas. C'est pas de la mauvaise volonté mais je coince

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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar TheMoustic » 26 Sep 2010, 19:07

Je ne sais pas trop ce que tu sais ou pas, donc je vais expliquer dans les détails. Peut être que tu connais déjà mais ne le prend pas mal ;)

Tu as un mélange de 10 g, à 90 % en AB (et donc 10 % en OP).

90 pour 100 en AB. Ça veut dire que pour 100 g au total, tu as 90 g de AB et donc 10 g de OP.

Attention, le signe " % " signifie mathématiquement "diviser par 100" => 90 % = 90 / 100 = 0,90. Un pourcentage est donc un nombre décimale, compris entre 0 et 1 inclus (0 => 0 % et 1 => 100 %).

Bon, maintenant qu'on est d'accord sur les termes, on peut appliquer ça à notre situation..

Donc, 10 g au total à 90 % en AB. => 10 g * 90 % = 10 g * 0,90 = 9 g et donc 1 g de OP.


Imagine que tu aies dans un premier Erlen 9 g de AB, combien faut-il d'eau à 100 °C pour dissoudre c'est 9 g ? Tu as la solubilité de AB dans l'eau qui vaut 54 mg/mL à 100 °C. Faut juste appliquer la proportionnalité :

si pour 0,054 g il faut 1 mL, combien faut-il pour 9 g ?

==> 9 g * 1 mL / 0,054 g = 167 mL


De même, dans un deuxième Erlen, tu as 1 g de OP et tu connais sa solubilité dans l'eau à 100 °C (0,135 g/mL), combien faut-il d'eau ?

Après, tu réunis le contenu de ces deux Erlen dans un autre troisième. Tu as donc ton mélange de 1 g de OP et de 9 g de AB. La quantité d'eau qu'il faut pour dissoudre ce mélange est donc tout simplement la somme des deux premières quantités d'eau.
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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar momo5783 » 26 Sep 2010, 19:28

Ouahh Merciii, tu m'a trés bien expliqué et j'ai enfin compris se qui me paressait flou,

J'ai mal noté les donnée, je me suis embrouiller toute seul. En tout cas j'ai compris vraiment Mercii beaucoup !
Je vais continué le reste de mon exercice!
merci vraiement

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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar momo5783 » 26 Sep 2010, 19:37

Par contre comment puis je trouve la masse d'AB récupéré car je dois calculer l'efficacité de la recristallisation.?

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Re: TP RECRISTALLISATION

Messagepar TheMoustic » 26 Sep 2010, 20:33

Si c'est un TP, tu as du faire cette recristallisation. Une recristallisation sert à purifier un produit. Elle n'est efficace à 100 % que si elle a bien "retiré" toutes les impuretés du produit brut et qu'elle n'a pas "dissous" le produit que tu veux purifier...

Je m'explique.

Je suppose ici que vous avez utilisé de l'AB et de l'OP pure pour faire votre mélange. Donc enfaite, ça peut paraître bête, mais le but du TP c'était de séparer ces deux substances que tu as peut être mélangé avant (ou peut être que vous avez eu le mélange tout près).

Bref, il faut bien voir qu'on veut vous faire comprendre à quoi sert une recri et comment la faire. Donc imagine que tu as fait une longue synthèse multi-étapes qui consistait à fabriquer de l'AB, et tu obtiens un mélange de AB et de OP... L'impureté, c'est donc l'OP : on veut s'en débarrasser ; donc on fait une recristallisation.

Tu as un mélange solide AB/OP. Tu mets ce mélange dans un ballon, et tu ajoutes juste ce qu'il faut d'eau (ce que tu as calculé avant) et tu portes ça à 100 °C pour bien tout dissoudre (le produit pure et ses impuretés). Normalement, tout le mélange devrait être dissous. Ensuite tu laisses refroidir jusqu'à température ambiante et ensuite dans une bain eau-glace.

Comme tu plonges ton ballon dans un bain eau-glace, la température du mélange à l'intérieur va tendre vers 0 °C. Tu l'as vu, la solubilité dépend de la température. Donc quand tu refroidi ta solution, tu diminues la solubilité. En admettant que la solubilité de l'AB soit de 0,1 mg/mL à 0 °C, tu vois qu'il y a un hic.. En effet, au départ, on a placé 9 g de AB. On a mis de l'eau, on a chauffé et ensuite refroidi. Il y a toujours 9 g de AB ! Or, à 0 °C on ne peut dissoudre que 0,1 mg ; soit 0,0001 g de AB. Donc à 0 °C, tu auras 0,0001 g de AB par mL. Si tu as mis 10 mL d'eau, tu auras donc 0,001 g de AB en solution et le reste sera...

...le reste sera sous forme solide ! En effet, l'eau à 0 °C ne pouvant pas dissoudre plus de 0,1 mg/mL ; si tu as plus de AB que l'eau ne peut en accueillir (car elle est saturée), hé bien tout cet AB superflux restera au fond du ballon (sous forme solide : non dissous). Donc au départ tout était dissous à 100 °C et au fur et à mesure que la température baisse, la solubilité diminue et on atteint la limite de AB que l'eau peut accueillir par mL et voit des cristaux tomber au fond du ballon: on dit que AB cristallise.

L'intérêt de faire la recris, c'est que OP est beaucoup plus soluble que AB dans l'eau. Donc à 0 °C, tu auras beaucoup de OP en solution (et peut être un peut de OP non dissous) et beaucoup de AB solide (et un peu de AB dissous). Il suffit ensuite de filtrer (assez rapidement pour rester à 0 °C et avoir la plus petite solubilité de AB possible). Le solide récupéré est appelé gâteau de filtrat (ou gâteau) et le liquide dont on l'a séparé est appelé eau mère.

Tu as donc compris pourquoi il faut ajouter le stricte minimum d'eau pour dissoudre le mélange (car si tu en mets plus que nécessaire, tu dissolveras plus que le minimum possible de produit pure et donc tu en perds).


Donc, l'efficacité de ta recris, c'est la masse de produit pure qu'il y avait dans le mélange diviser par la masse de produit pure récupéré après la recis. Elle ne sera jamais de 100 %, car tu a toujours un peu de produit pure qui sera passé dans les eaux mères.

Tu avais un mélange qui contenait 9 g de AB. Si après ta recris tu récupères 6 g de AB pure, l'efficacité (ou rendement) de ta recris est de 6 / 9 = 67 %

:)
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