Leçons de niveau 11

Artificiel ou naturel/Extraction d'espèces chimiques

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Extraction d'espèces chimiques
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Chapitre no 2
Leçon : Artificiel ou naturel
Chap. préc. :Substances naturelles ou synthétiques
Chap. suiv. :Séparation et identification d'espèces chimiques
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Artificiel ou naturel/Extraction d'espèces chimiques
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Techniques d'extraction d'espèces chimiques[modifier | modifier le wikicode]

Nous utilisons ou consommons au quotidien des produits qui résultent d'une extraction d'espèces chimiques et cela depuis l'Antiquité.

Début de l'exemple


Fin de l'exemple


Voici quelques techniques d'extraction "traditionnelles" :

  • Le pressage : (Jus d'orange)

Les Égyptiens écrasaient des fleurs pour en extraire le parfum (espèce chimique).

  • La décoction : (Teinture)

On place la plante dans l'eau froide et l’on porte à ébullition.

  • L'infusion : (Thé)

On fait tremper les végétaux finement divisés dans l'eau bouillante.

  • La macération : (Fruits dans l'alcool)

On laisse séjourner la substance à froid dans un solvant organique.

  • L'enfleurage : (Parfum)

Les fleurs sont étalées sur de la graisse (animale), les odeurs (espèces chimiques) des fleurs "passent" dans la graisse.

Toutes les extractions précédentes sont réalisées à partir de produits naturels. Le solvant permet d'extraire une ou plusieurs espèces chimiques d'un solide.

Remarque : En pratique on extrait une substance chimique à partir d'un liquide (le solvant).

Principe de l'extraction par solvant[modifier | modifier le wikicode]

Principe général[modifier | modifier le wikicode]



Solution, soluté, solvant[modifier | modifier le wikicode]

Lorsque l’on verse du sel dans l'eau, on obtient une solution d'eau salée.
Le sel est le soluté (il va être dissout dans l'eau).
L'eau est le solvant.


Miscibilité, solubilité, densité et masse volumique[modifier | modifier le wikicode]

L'extraction par solvant repose sur quatre notions : la miscibilité, la solubilité, la densité et la masse volumique.

Miscibilité[modifier | modifier le wikicode]



Début de l'exemple


Fin de l'exemple


L'extraction par solvant repose sur ce principe ; en effet l'espèce chimique à extraire doit être miscible avec le solvant (c'est-à-dire qu’ils doivent pouvoir se mélanger). Ensuite on récupère la phase {solvant + espèce chimique} puis on sépare le solvant et l'espèce chimique.

Solubilité[modifier | modifier le wikicode]



Début de l'exemple


Fin de l'exemple


Cette caractéristique est importante, car il faut que les espèces chimiques à extraire soient plus solubles avec le solvant (ici la solubilité peut être comprise comme l'affinité).

Masse volumique[modifier | modifier le wikicode]

La masse volumique ρ (rho) d'une substance est le quotient de sa masse m (en kilogramme, kg) par son volume V (en m³), elle s'exprime donc en kg/m³ ou

Densité[modifier | modifier le wikicode]

La densité des liquides et des solides se mesure par rapport à l'eau, la densité des gaz se mesure par rapport à celle de l'air. C’est le rapport de la masse d'un volume de l'espèce chimique par la masse du même volume d'eau.

or d’après la masse volumique, on a :

masse espèce chimique :
masse eau :

d'où :

Le volume se simplifie, ce qui donne :




La densité n'a donc pas d'unité.

On remarque qu'avec cette convention, la densité de l'eau est d=1.

Choix du solvant[modifier | modifier le wikicode]

Les différents solvants utilisés[modifier | modifier le wikicode]

L' eau est souvent utilisée mais il existe de nombreux solvants organiques comme :

- le dichlorométhane
- l'éthanol ("l'alcool")
- le cyclohexane
- l'éther de pétrole
- le toluène
- le pentane




Les propriétés des solvants[modifier | modifier le wikicode]

  • L'espèce chimique à extraire doit être la plus soluble possible dans le solvant
  • Après extraction, on peut évaporer le solvant, sa température d'ébullition doit donc être basse.
  • Le solvant doit être le moins dangereux possible.
  • Lorsque l'espèce chimique à extraire est dans une phase aqueuse, le solvant ne doit pas être miscible dans l'eau.




Deux exemples d'extraction[modifier | modifier le wikicode]

Ampoule à décanter

Extraction à partir d'un produit naturel[modifier | modifier le wikicode]

L'extraction à partir d'une substance naturelle est appelée extraction directe. La substance contenant les espèces chimiques à extraire est laissée directement dans un solvant (la macération, la décoction et l'infusion sont des extractions directes). Il suffit ensuite de séparer le solvant de la substance par filtration (ou décantation solide-liquide).

Extraction d'une espèce chimique à partir d'un liquide : exemple de l'eau[modifier | modifier le wikicode]

Cette extraction est aussi appelée extraction liquide-liquide.


Début d’un principe


Fin du principe


Pour réaliser une extraction liquide-liquide, on utilise une ampoule à décanter.


L'hydrodistillation[modifier | modifier le wikicode]

Principe[modifier | modifier le wikicode]

Schéma d'une distillation
1. Bec bunsen (pour chauffer)
2. Ballon
3. Tour de distillation
4. Thermomètre
5. Sortie de l'eau froide
6. Réfrigérant à eau
7. Entrée de l'eau froide
8. Erlenmeyer
Début d’un principe


Fin du principe


On fait chauffer certaines parties des plantes (feuilles ou fleurs par exemple) dont on veut extraire les huiles essentielles, en présence d'eau.
Grâce à la chaleur, les cellules renfermant les huiles essentielles éclatent ; ces substances odorantes sont généralement volatiles et sont entraînées avec la vapeur d'eau, jusqu'au réfrigérant où la vapeur d'eau et les huiles essentielles se condensent ; on récupère alors ce distillat qui est formé de deux phases : une phase aqueuse, contenant l'eau, et l'huile essentielle.




Qu'est-ce qu'une huile essentielle ?[modifier | modifier le wikicode]

C'est un ensemble de substances volatiles extraites d'un végétal. Elles peuvent être extraites des feuilles, des fleurs, des baies, de la tige, du tronc, de l'écorce, etc.
L'espèce majoritaire est appelée principe actif.
La teneur en huiles essentielles dans une plante est de l’ordre de 1 à 3%.

Généralement ces huiles essentielles sont :

  • odorantes,
  • huileuses,
  • peu solubles dans l'eau,
  • moins denses que l'eau (la phase organique se trouve donc souvent au-dessus de la phase aqueuse),
  • toxiques à forte dose,
  • altérables en présence d'air (c'est pourquoi un parfum ne sent pas éternellement lorsqu'on se parfume).

Liens[modifier | modifier le wikicode]

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