APPROFONDISSEMENT SPECIALITE CHIMIE

Coefficient de partage et extraction par solvant
I. Mesure d’un coefficient de partage :
Dans une ampoule à décanter, on verse V1 = 100,0 mL de solution de diiode dans l’eau, solution de concentration C1 = 1,0.10-3 mol/L, et un volume V2 = 10,0 mL de tétrachlorométhane CCl4. On agite vigoureusement pendant 5 minutes et on laisse reposer ; les deux solvants n’étant pas miscibles, il se forme 2 phases, la phase organique se situant en dessous (d ≈ 1,6).
Le diiode, initialement dissous dans l’eau, s’est partagé entre les 2 solvants ; la transformation peut être modélisée par l’équation de réaction suivante :
(1) :

I2 (eau) = I2 (tétrachlorométhane)

On recueille la phase aqueuse et on en dose un volume V’1 = 20,0 mL de cette phase aqueuse par une solution de thiosulfate de sodium Na2S2O3 de concentration C3 = 1,0.10-3 mol/L (en présence de thiodène). Il faut verser un volume V3 = 4,4 mL de cette solution pour atteindre l’équivalence.
1) Ecrire l’équation de la réaction support du dosage, sachant que les couples en présence sont :
I2 / I- (diiode / iodure) et S4O62- / S2O32- (tétrathionate / thiosulfate).
2) Calculer la concentration en diode de la solution dosée : C’1.
3) En déduire la quantité de diiode passée de l’eau dans le tétrachlorométhane.
4) On appelle coefficient de partage la constante d’équilibre K de la réaction (1) ; exprimer K en fonction de C1, V1, V2 et xf, l’avancement final de la réaction (1), puis calculer sa valeur.
II. Rendement d’une extraction liquide-liquide :
1) On nomme "rendement de l’extraction" le taux d’avancement final de la réaction (1).
Calculer le rendement de l’extraction étudiée en I.
2) Influence du volume de solvant :
On reprend l’extraction proposée, mais avec un volume V2 = 20,0 mL de tétrachlorométhane.
Le coefficient de partage K, le volume V1 et la concentration C1 de la solution de diiode étant inchangés, quelle est la quantité de diiode passée dans le