8. Distillation fractionnée d’un mélange binaire.

1. Principe et formules utilisées.

1. Principe de la distillation fractionnée :

La distillation fractionnée permet de séparer une phase liquide homogène de deux ou plusieurs constituants ayant des volatilités différentes, et donc des températures d'ébullition différentes.

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Le mélange étudié de composition de départ L1 atteint l’ébullition à une température T1. V1, la phase vapeur en équilibre avec la phase liquide L1, est plus riche en constituant A (le plus volatil). Après séparation par distillation fractionnée, le résidu dans le ballon est plus riche en constituant B (le moins volatil). La température d'ébullition va augmenter progressivement au cours de la distillation (appauvrissement en A dans la phase liquide et par conséquent enrichissement en constituant B moins volatil). En T2, la composition en phase liquide sera L2, plus riche en B que L1 et la composition en phase vapeur vaut V2. La séparation de A et B peut être améliorée en utilisant une colonne à distiller, qui va provoquer une série de condensations partielles des phases vapeur et de vaporisations partielles des condensats. La colonne utilisée est une colonne Dufton, composée d'une spirale de verre, servant à allonger le trajet et à maximiser le contact liquide – vapeur. Cette colonne a une enveloppe extérieure partiellement sous vide pour diminuer les transferts de chaleur. Au début de la distillation, grâce à l'effet de la colonne, les premières gouttes recueillies (par condensation à l'aide d'un réfrigérant) sont du A pur. À ce moment, la température en haut de la colonne est la température d'ébullition de A. En fin de distillation, lorsque les températures du ballon et du haut de la colonne sont égales, il ne reste plus que du composé B et la température relevée est la température d'ébullition de B. 2. Description du fonctionnement de la colonne à distiller :