TS |Chimie
Spécialité |Extraction de l’acide benzoïque : coefficient de partage |Exercice résolu | |

- Enoncé -

L’acide benzoïque C6H5-COOH est assez soluble dans des solvants moins polaires que l’eau : l’éthanol, l’éther diéthylique ou le dichlorométhane.
On cherche à extraire l’acide à partir d’une solution aqueuse saturée dans une ampoule à décanter en présence d’un solvant organique non miscible à l’eau.
L’acide passe dans ce solvant et on le récupère après élimination du solvant.

A. Dosage de la solution saturée initiale S0

On dose un échantillon de volume V0 = 20,0 mL de la solution S0 par une solution d’hydroxyde de sodium de concentration molaire Cb = 2,0 x 10-2 mol.L-1 en hydroxyde de sodium apporté. Un indicateur coloré permet de déterminer l’équivalence. A cet instant, tout l’acide benzoïque présent dans l’échantillon a réagi avec un volume Vb = 22,8 mL de solution d’hydroxyde de sodium.
L’équation de la réaction de dosage est : C6H5COOH + HO- = C6H5COO- + H2O

Calculez la quantité n0 d’acide benzoïque contenu dans l’échantillon dosé.

B. Extraction simple

Dans une ampoule à décanter, on introduit un volume V0’ = 40,0 mL de la solution S0. On ajoute un volume V = 10,0 mL de dichlorométhane (densité : d = 1,33). On bouche l’ampoule, on l’agite et on la retourne plusieurs fois, en n’oubliant pas de dégazer régulièrement. On repose l’ampoule sur son support puis on enlève le bouchon.
On recueille un volume 20,O mL de la phase aqueuse que l’on dose avec une solution d’hydroxyde de sodium de concentration molaire Cb’ = 2,0 x 10-3 mol.L-1.
Le volume de soude versé à l’équivalence est Vb’ = 18,1 mL.

1. Situez les deux phases dans l’ampoule à décanter.

2. Calculez la quantité n1 d’acide restant dans la phase aqueuse. En déduire la quantité extraite avec le solvant organique.

3. Dans le cas d’une extraction liquide-liquide, le coefficient de partage K est défini comme le rapport des concentrations molaires d’un même