DÉCANTATION: CONCEPT, EXEMPLES ET TYPES - CHIMIE - 2024

La décantation est un mode opératoire utilisé pour séparer des mélanges hétérogènes, en particulier ceux qui sont solide-liquide ou liquide-liquide. Cela se produit en raison de la différence de densité entre les composants du mélange, ce qui fait que la substance la moins dense est située en haut, tandis que la substance plus dense, en bas.

Le mélange solide-liquide se produit lorsque le solide est insoluble dans le liquide, adhérant au fond du récipient. D'autre part, le mélange liquide-liquide se produit lorsque deux liquides ne peuvent pas être mélangés. Ceci s'observe dans l'apparition de deux couches ou phases, la plus basse étant celle qui correspond au liquide le plus dense.

Processus de décantation pour séparer un mélange solide-liquide hétérogène. Des béchers sont utilisés

Le mélange solide-liquide est décanté à l'aide de la gravité et en inclinant le récipient en veillant à ce que le liquide s'écoule, tandis que le solide reste collé aux parois internes du récipient. De son côté, le mélange liquide-liquide est décanté à l'aide de l'ampoule à décanter.

La décantation est une méthode de séparation peu coûteuse, car elle n'utilise généralement pas beaucoup de réactifs et, dans de nombreux cas, elle peut être effectuée manuellement, sans équipement.

Concept de règlement

La décantation est une technique de séparation de mélanges biphasiques: solide-liquide ou liquide-liquide. Dans le cas de mélanges liquide-solide, cela n'est viable que si le solide reste fortement adhérent aux parois internes du récipient. Versez simplement le liquide dans un autre récipient pour que la décantation soit prête.

Dans le cas du mélange liquide-liquide, il peut être décanté lorsque les deux liquides sont visiblement différenciés. L'entonnoir de séparation est utilisé pour les grands volumes.

La décantation est peut-être la technique de séparation la plus robuste, et elle fonctionne bien pour les mélanges simples.

Types de décantation

Tubes d'essai

Les tubes à essai sont utilisés pour la décantation lorsque les volumes des mélanges sont faibles. Il est recommandé que les tubes à essai, placés dans un portoir, aient un angle d'inclinaison d'environ 45 ° pendant la décantation.

L'inclinaison des tubes facilite la séparation des phases liquides, car elle évite l'interférence du mouvement des liquides lors de leur séparation dans l'étape initiale de la décantation. Le liquide le moins dense peut être éliminé à l'aide d'une pipette Pasteur.

Béchers

En substance, la procédure de décantation est la même que celle suivie avec les tubes à essai. Mais le volume est plus grand et il ne s'incline pas de 45º. Le temps de stabilisation est généralement long pour obtenir la meilleure séparation possible des liquides.

La chose la plus encombrante est la collecte du liquide le moins dense. Pour cela, il est recommandé de verser le liquide, en utilisant une tige de verre comme guide, afin d'éviter de perdre une partie du liquide. Dans cette illustration, vous pouvez voir comment ce type de décantation est effectué:

Entonnoir de séparation

Décantation par entonnoir

Ce type d'entonnoir en verre est en forme de poire. À l'extrémité inférieure, il a un tube équipé d'une clé qui est utilisée pour contrôler la sortie des liquides à travers lui. Pendant ce temps, à l'autre extrémité, il a une bouche en verre dépoli qui est couplée hermétiquement avec un bouchon en verre.

Placez le mélange liquide dans l'entonnoir d'agitation et remuez vigoureusement. L'entonnoir est ensuite attaché à un support universel et autorisé à se contenter pour que la décantation se produise.

Lorsque les liquides qui ne peuvent pas être mélangés ont été séparés, le robinet est ouvert pour recueillir le liquide plus dense qui se trouve au fond de l'entonnoir de séparation. Enfin, le robinet est fermé de sorte que le liquide le moins dense reste dans l'entonnoir, qui est évacué par l'embouchure de l'entonnoir.

L'illustration suivante montre comment le robinet de l'entonnoir de séparation est ouvert et le liquide plus dense commence à tomber dans une fiole Erlenmeyer. Le robinet restera ouvert jusqu'à ce que ce liquide tombe complètement, ne laissant que le liquide supérieur moins dense dans l'entonnoir, qui est ensuite vidé:

Centrifugation

La centrifugation est une technique utilisée pour raccourcir le temps nécessaire à la sédimentation. Grâce à lui, la force de gravité agissant sur les particules en suspension augmente.

La centrifugation est utilisée pour séparer les particules en suspension en fonction de leur taille et de leur forme, ainsi que de la densité et de la viscosité du milieu, en plus de la vitesse de centrifugation. Plus la densité et la taille des particules sont élevées, plus la sédimentation est facile.

La centrifugation est couramment utilisée dans les laboratoires cliniques pour obtenir du plasma sanguin par sédimentation des érythrocytes, des leucocytes et des plaquettes.

Cette illustration montre des tubes à essai avec des sédiments placés dans une centrifugeuse:

La machine est ensuite mise en rotation pendant quelques secondes (essorage):

Les tubes à essai sont ensuite retirés et on constate que les sédiments sont tombés au fond des tubes. C'est ce qu'on appelle la décantation par centrifugation:

Exemples de décantation

Séparation huile et eau

L'un des exemples les plus courants de décantation est la séparation de l'eau et de l'huile. Cette méthode est généralement utilisée pour séparer les lipides en suspension à la surface de l'eau. Ce processus est généralement réalisé à l'aide d'une ampoule à décanter.

Pendant le processus de fabrication et de raffinage des vinaigres à partir de matière végétale, il est normal d'utiliser le processus de décantation pour éliminer les graisses plus lourdes dérivées de la matière première.

L'extraction du pétrole

Dans le processus d'extraction de l'huile de sources marines, le processus de décantation est couramment utilisé.

Cela se produit lorsque l'hydrocarbure se mélange à l'eau de mer et doit être décanté. L'huile est plus dense que l'eau, donc une fois qu'elle en est séparée, elle est stockée. Alors que l'excès d'eau est renvoyé dans l'océan.

Fabrication du beurre

Le lait entier non homogénéisé est placé dans un récipient couvert et réfrigéré pendant 24 heures afin que la crème ou la crème de lait se forme. Celui-ci est placé à la surface du lait car il est de moindre densité. La crème ou la crème épaisse peut être éliminée par centrifugation.

Elle peut également être obtenue en plaçant un tube transparent au fond du récipient contenant le lait et le lait écrémé est retiré par une procédure de siphon, laissant la crème au fond du récipient. Ensuite, la crème de lait est traitée pour fabriquer les différents types de beurre.

Décantation du vin

Décantation du vin. Source: suksim

Le vin produit un sédiment lors de sa fermentation qui lui donne un goût désagréable. Pour cette raison, le vin est décanté pour éliminer les sédiments, formés par des cristaux de sels d'acide tartrique. Le vin avant de servir est décanté dans un récipient en verre à col très long et étroit.

Préparation du jus

Lors de la préparation de jus issus de fruits riches en fibres, il est courant de voir la matière solide couler au fond du récipient, tandis que le liquide reste en suspension au sommet.

Méthode Folch-Pi

Il s'agit d'une technique largement utilisée dans les laboratoires de biochimie et de chimie pour l'extraction de lipides à partir de différents types de tissus. Les tissus sont placés dans une solution composée d'un mélange de deux volumes de chloroforme et un de méthanol.

La préparation est placée dans une ampoule à décanter et secouée vigoureusement, lui permettant de se déposer pour que la décantation se produise. Le chloroforme (apolaire) a une densité de 1,48 g / cm ³ et le méthanol (polaire) une densité de 0,81 g / cm ³, ce sont donc des liquides qui ne peuvent pas être mélangés.

Le chloroforme dans la décantation est situé au fond de l'entonnoir de séparation et contient les lipides qui s'y dissolvent, car le chloroforme est un liquide non polaire.

Élimination du mercure de l'eau

Dans l'extraction minière de certains métaux, tels que l'or, on utilise du mercure, qui devient un contaminant très dangereux de l'eau. Le mercure peut être éliminé de l'eau par décantation.

Séchage de liquides organiques

Ces liquides peuvent contenir des quantités importantes d'eau qui nécessitent leur élimination. Pour ce faire, un dessicant est ajouté aux liquides organiques, puis le dessiccant, avec sa teneur en eau, est séparé du liquide organique.

Séparation des eaux usées

Pendant le processus de filtration et de nettoyage de l'eau, un processus de décantation est effectué où l'eau sale est séparée de l'eau propre.

Ceci est possible grâce au fait que les eaux sales sont plus denses que les eaux propres, en raison de la quantité de substances qu'elles contiennent. Ainsi, la première étape de filtration des eaux usées est généralement la décantation.

Séparation de la glycérine et du biodiesel

La glycérine est un sous-produit de l'obtention de carburants dérivés d'huiles et de graisses animales ou végétales, comme le biodiesel.

Pour que le biodiesel soit utilisé à l'état pur, il est nécessaire de le décanter de la glycérine qui en est dérivée. Ce processus est simple, puisque le biodiesel (de densité inférieure) reposera toujours sur la glycérine.

Références

1. Helmenstine, Todd. (25 novembre 2019). Définition de la décantation en chimie. Récupéré de: thinkco.com
2. Vedantu. (sf). Décantation. Récupéré de: vedantu.com
3. Dr Ana Haro García. (sf). Le beurre. Récupéré de: lechepuleva.es
4. Thermo Fisher Scientific. (2019). Théorie de la centrifugation. Récupéré de: fishersci.se
5. Wikipédia. (2019). Décantation. Récupéré de: en.wikipedia.org