Expérience # 1
Préparation et purification de l’éthanol
Dernière mise à jours: 04-01-30
Tableau # 1 Résumé des conditions de la fermentation
Ce tableau vise à décrire les conditions de la fermentation. N'oubliez pas d'ajouter une ligne correspondant à la nourriture à levure.
Notez aussi toutes vos observations sur le mélange pendant les deux semaines de la réaction.
La nature correspond au type, à la marque commerciale ...
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Masse de sucre blanc (g) |
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Masse de levures (nature :____) (g) |
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Masse de fruits (nature : _____) (g) |
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Volume total (mL) |
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Temps de réaction (Jours) |
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Température de réaction (°C) |
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Tableau # 2 Résumé de la distillation simple du mélange connu
L'un des buts de cette section de l'expérience consiste à valider notre méthode de détermination de la teneur en EtOH.
1. Prouver que la distillation permet d'augmenter la teneur en alcool.
2. Déterminer la méthode d'estimation de la teneur en alcool la plus fiable (indice de réfraction, n, ou densité, d) . Pour ce faire, nous avons préparé un mélange d'éthanol de composition connue (les volumes ont été mesurés et les densités de l'éthanol de de l'eau ont été trouvées dans un Handbook tel Aldrich...). On peut donc calculer la fraction massique en éthanol du mélange initial. Le %v/vdu mélange initial sera quant à lui déterminé grâce au volume d'éthanol (40 mL) et au volume total de la solution (moins de 100 mL). Ces deux résultats qui apparaîtront au tableau #4 serviront de base pour la comparaison aux résultats obtenus avec l'indice de réfraction et avec la densité.
L'indice de réfraction et la densité ont étés mesurés sur le mélange connu avant la distillation. En consultant le tableau des propriétés de l'éthanol dans le handbook CRC page D-236, on trouvera la correspondance entre l'indice de réfraction et le %p/p et entre la densité et le %p/p. Celui se rapprochant le plus de la valeur prévue (calculée) vous indiquera la méthode de détermination la plus fiable entre l'indice de réfraction et la densité.
La prochaine partie, la distilation vise à démontrer que la distillation combinée à la mesure des deux propriétés permet de retrouver le pourcentage d'alcool que nous connaissons déjà dans le mélange initial. Il faut donc connaître, le volume distillé, le volume du distillat, la densité du distillat et l'indice de réfraction du distillat. Le calcul sera expliqué au tableau # 4. Normalement, si tout se déroule tel que prévu, nous devrions pouvoir retrouver un %p/p semblable à celui prévu (calculé). Nous aurons donc la confirmation que la méthode de détermination de la teneur en alcool de notre mélange fermenté est fiable.
Téb prévue (°C) permettra de comparer avec la température d'ébulltion déterminée sur vos courbes de distillations
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Mélange connu (~
40% v/v): Volume éthanol (mL) Masse volumique litt. (g/mL) Téb prévue (°C) Volume d’eau (mL) Masse volumique litt. (g/mL) Téb prévue (°C) Volume total (mL) Indice de réfraction mesuré Masse volumique mesurée à T=___ (g/mL) Volume distillé (mL) Volume distillat (mL) Indice de réfraction mesuré Masse volumique à T=____ (g/mL) |
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% p/p éthanol (Handbook) |
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100 |
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0 |
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Tableau # 3 Résumé de la distillation fractionnée du mélange fermenté
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Mélange fermenté : Volume distillé (mL) Volume distillat (mL) Indice de réfraction mesuré Masse volumique à T=____ (g/mL) |
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% p/p éthanol (Handbook) |
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§ Calculez le % v/v en éthanol de la solution connue.
§ Calculez le % p/p en éthanol à l’aide des densités trouvées (handbook).
§ Déterminez le % p/p en éthanol de la solution connue à l’aide de sa densité et de son indice de réfraction (que vous avec mesurés). Demandez-vous quelle méthode est la plus fiable pour déterminer la teneur en alcool.
§ En utilisant le volume de distillat et ses propriétés que vous aurez mesurées, calculez le % p/v. Déterminez la masse d’alcool à l’aide de la méthode que vous aurez jugée la plus fiable (indiquez la méthode, indice de réfraction ou densité).
§ Calculez la teneur en alcool de votre mélange fermenté de la même façon qu’à l’étape précédente.
§ Tracez les 3 courbes de distillation sur un même graphique en les identifiant correctement. Déterminez graphiquement les températures d’ébullition.
Tableau # 4 Résultats des distillations
| mélange connu : % v/v % p/p % p/p selon ind. réf. % p/p selon densité %p/p récupéré* selon ind. réf. %p/p récupéré* selon masse volumique |
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| Mélange fermenté : %p/v selon ind. réf. %p/v selon masse volumique |
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| % p/v du mélange fermenté (le plus fiable) |
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* Le % p/p récupéré correspond à la teneur en alcool calculée à l’aide de la quantité d’alcool dans le distillat et de la quantité distillée.
Nous savons tous qu'une distillation permet de purifier un composé (augmenter sa teneur dans le distillat ou dans la fraction distillée. Ce n'est pas le but de l'expérience... Ici, nous sommes intéressés par la qualité des courbes de distillation et non pas par la pureté de l'éthanol dans le distillat.
Nous pouvons comprendre la distillation simple par la distillation d'éthanol pur et d'un mélange eau-éthanol. La première distillation démontre le comportement lors de la distillation d'un composé pur. Nous pouvons constater que la température ne bouge pas (plateau) et qu'elle correspond à la température d'ébullition du solvant pur. Certaines variables affectent cette valeur, l'étalonnage du thermomètre et la pression ambiante (reste à expliquer :-) ). La seconde distillation (distillation simple du mélange) permet de voir l'effet de la loi de Raoult et l'efficacité de la distillation simple. On comprend ainsi qu'il est très difficile d'obtenir un produit très pur par distillation simple. Expliquez :-)
La dernière distillation, celle de votre mélange fermenté par distillation fractionnée permettra de comparer avec la distillation simple et de qualifier l'efficacité des deux méthodes. Comparez le volume que vous obtenez pour chaque plateau.