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Exploitation diagramme triangulaire du ternaire eau-acide acétique-éther isopropylique: extraction à simple contact

On traite dans un mélangeur décanteur 10 kg.h-1 d'une phase aqueuse contenant 23.5% massique d'acide acétique par 23.5 kg.h-1 d'éther isopropylique.


Diagramme triangulaire rectangle
ternaire eau - acide acétique - éther isopropylique

1°) Placer les points correspondants F et S sur le diagramme triangulaire.

2°) Déterminer par bilan matière, le titre en acide et le titre en éther du point M représentant le mélange de F et S.

3°) Placer le point M sur le diagramme triangulaire.

4°) Mesurer en cm les segments [FM] et [MS], et vérifier la règle des segments inverses F/S=[MS]/[FM].

5°) A partir de la connodale passant par M, placer les points R et E représentant raffinat et extrait.

6°) Déterminer les titres massiques en acide et en solvant de l'extrait et du raffinat.

7°) Déteminer les débits de raffinat et d'extrait à partir du bilan global et du bilan en acide.

8°) Mesurer en cm les segments [RM] et [ME], et vérifier la règle des segments inverses R/E=[ME]/[RM].

9°) Définir, puis calculer le rendement de l'extraction.

Réponse

Réponse

  • 1°)
  • 2°)
  • 3°)
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  • 5°)
  • 6°)
  • 7°)
  • 8°)
  • 9°)
Correction

Correction


Diagramme triangulaire rectangle
ternaire eau - acide acétique - éther isopropylique

1°) Le point F est situé sur l'axe vertical car il ne contient pas d'éther (solvant), à une ordonnée de 23.5% qui est son titre massique en acide acétique (soluté). Le point S est sur l'axe horizontal à une abscisse de 100% (le solvant est pur).

2°) Le bilan global s'écrit M=F+S=10+23.5=33.5 kg.h-1.

Le bilan sur l'acide s'écrit F×xF,acide=M×xM,acide , d'ou xM,acide=10×0.235/33.5=7.0%.

Le bilan sur l'éther s'écrit S=M×xM,éther , d'ou xM,éther=23.5/33.5=70.1%.

3°) 4°) 5°)

6°) Pour R, on lit xR,acide=13.3% et xR,éther=2.3%. Pour E, on lit xE,acide=4.8% et xE,éther=93.2%.

7°) Le bilan global s'écrit F+S = 33.5 kg.h-1 = R+E, d'ou on tire E=F+S-R=33.5-R.

Le bilan en acide s'écrit F×xF,acide=R×xR,acide+E×xE,acide, en remplaçant E on obtient F×xF,acide=R×xR,acide+33.5×xE,acide-R×xE,acide, d'ou R=(F×xF,acide-33.5×xE,acide)/(xR,acide-xE,acide)=(10×0.235-33.5×0.048)/(0.133-0.048)=8.73 kg.h-1, et E=33.5-8.73=24.77 kg.h-1.

8°)

9°) Le rendement est définit par le rapport entre l'acide extrait (ici équivalent à l'acide dans l'extrait car le solvant utilisé est pur) et l'acide dans la charge.

L'acide extrait est donc E×xE,acide=24.77×0.048=1.19 kg.h-1.

Le rendement de l'extraction est η=(E×xE,acide)/(F×xF,acide)=1.19/2.35=50.6%.

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