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Faculté de génie des procèdes
Département : génie chimique
Niveau : master 2
TP N°01
DISTILATION
D’équilibres (liquide_ vapeur) d’un
mélange Binaire
 Bouchemel Ahlem
 Belezreg Raounak
Mr : Louaer
Année 2022_2023
Partie pratique :
Définition de distillation :
La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances liquides dont les températures d'ébullition
sont différentes. Elle permet de séparer les constituants d'un mélange homogène. Sous l'effet de la chaleur ou
d'une faible pression (loi des gaz parfaits), les substances se vaporisent successivement, et la vapeur obtenue est
liquéfiée pour donner le distillat
L’équilibre liquide-vapeur :
À l'équilibre liquide-vapeur, un mélange liquide aura une vapeur d'équilibre dont la composition
(concentrations ou pressions partielles des gaz) dépend de la composition du liquide (concentration
de chaque composé dans le liquide) et de la température. L'inverse est aussi vrai : si un mélange de
vapeurs est en équilibre avec sa phase
liquide, alors la composition du liquide
sera déterminée par la composition des
vapeurs et la température. Ces données
de l'équilibre liquide-vapeur peuvent être
déterminées expérimentalement, ou
calculées approximativement grâce à des
modèles comme la loi de Raoult, la loi de
Dalton et la loi de Henry.
Objectifs :
 Déterminer et trace
expérimentalement le diagramme
binaire isobare.
 Indiquer et tracer la courbe
d’équilibre d’un mélange liquide (éthanol _1 propanol)
Mode opératoire :
Dans notre TP on a chauffé les échantillons de (éthanol _ Propanol) jusque-là téb 83.5 à
partir d’une cellule ébulliomètre, en ajoutant le barreau magnétique et allumant le
chauffage
A partir d’échauffement des échantillons, on a les met dans un tube et les refroidir et
remarque la variation de température, on a pris des échantillons et les refroidir avec l’eau de
robinet
Après le refroidissement on a mesuré la température de refroidissement de chaqu’un et le
brix avec un refractomètre ensuite calculé l’indice de réfraction nd20°C à travers une brix
Afin de ramener la valeur de l’indice de réfraction mesure
pour un liquide à une température T, en degré Celsius, à la valeur référence à20°c, on peut
utiliser une relation affine valable pour de faibles écarts de température :
Partie pratique :
1_ complet le tableau suivant :
mélange 1 2 3 4 5 6 7 8 9
XA (mélange) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.6 0.8 0.9
T (°C) mesurée 91.3 88.6 86.6 84.3 83.4 80.8 79.7 78.5 78.3
Phase
liquide
ND20°C 1.37320
XL 0.074 0.11 0.23 0.309 0.48 0.546 0.633 0.745 0.864
Phase
vapeur
ND20°C 1.36889
XV 0.133 0.23 0.39 0.489 0.68 0.722 0.777 0.832 0.974
 Calcule nD20° :
A Partir d’annexe 3 et la relation :
ND20°C= nT +0.0045*(T-20
1. Phase liquide :
nT= 1.37320 et T (°c) =23.5
Donc :
2. Phase vapeur
nT=1.36889 et T (°C) = 23.3 °C
Donc :
 Calculer XL ET XV
À partir de cette relation :
Xl =0.48
Xv=0.68
2_le diagramme binaire isobare expérimental :
nD20°C
= nT
+0.00045*(T-20)
nD20°C =1.374775
nD20°C
=1.36889
===
)
=
nD20°C=-0.0215x +1.3851
3_ les mélange est idéaux par ce que notre diagramme ne représente aucun extremum
autrement le point azéotropique.
4- A) la température d’ébullition pour mélange de 40℅ éthanol et 60℅ l_propanol est :
Teb= 82.5°C
B) la température d’ébullition pour récupérer un liquide de 75℅ de l’éthanol est Teb= 78.5°C
5_ A partir de l’annax 1 et loi de bras de levier :
nlAM =nvBM nlAM = (n-nl) BM
nlAM =n BM –nlBM nl AM +nlBM =nBM
on AM+BM=AB
DONC nl(AM+BM) =n BM nlAB =nBM
6_ calcule la valeur moyenne de la volatilité relative expérimentale αexpo
𝛼 𝐴
𝐵 =
⁄
𝑝𝐴°
𝑃𝐵°
PA=XLP°A=XVPT …………(1) la loi de dalton
PB=(1-XL )=(1-XV)PT………….(2) la loi de Raoult
 (1) sur (2)
𝛼𝐴/𝐵
=
(1 − 𝑋𝐿)𝑋𝑉
(1 − 𝑋𝑉)𝑋𝐿
Mélange 1 2 3 4 5 6 7 8 9
α exp 1.919 2.416 2.619 2.139 2.302 2.1595 2.020 1.695 5.8967
α exp (moyenne)=
1.919+2.416+2.619+2.139+2.302+2.1595+2.020+1.695+5.8967
9
αexp (moyenne)= 2.574≈ 2.6
7- calculer la valeur moyenne de la volatilité relative théorique αtheo
D’après l’équation d’Antoine (78°C -97°C )
PA°=A1 ---
𝐵1
𝐶1−𝑇
…….éthanol
PB°=A2-
𝐵2
𝐶2−𝑇
……..propanol
Les constant A B C
Ethanol 8.21330 1652.050 231.480
Propanol 7.61920 1375.140 193.010
α(moyenne)=
2.129+2.109+2.074+2.049+2.037
5
=2.079
αtheo (moyenne)=2.079
8- les courbes d’équilibre expérimental et théorique :
 PA=XAPA°=YAPT……….(1)
 PB= xBP°B=YBPT……..(2)
On αtheo=
𝑃°𝐴
𝑃°𝐵
on obstiné
(𝛼 =
𝑋𝐴
1−𝑋𝐴
=
𝑌𝐴
1−𝑌𝐴
)……(3)
Après la simplification on obtient la relation suivant :
YA=
𝛼𝑡ℎ𝑒𝑜𝑋𝐴
𝑋𝐴(𝛼𝑡ℎ𝑒𝑜−1)
+1
…..(4)
T °C 79 82 88 92 95
Log PA° 2.892 2.943 3.0422 3.106 3.153
LOgPB° 2.5637 2.6188 2.7256 2.7943 2.844
PA° 779.83 877.00 1102.047 1276.44 1422.656
PB° 366.1845 415.7191 531.618 622.730 698.322
Α 2.129 2.109 2.074 2.049 2.037
Expérimentale
XL 0.074 0.11 0.23 0.315 0.48 0.546 0.633 0.745 0.864
XV 0.133 0.23 0.39 0.489 0.68 0.722 0.777 0.832 0.974
Théorique :
X 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Y 0 0.19 0.34 0.47 0.59 0.68 0.76 0.83 0.89 0.95 1
9 commenter et conclusion :
On peut remarquer que la courbe expérimental approche de celle-ci de théorique donc
l'expérience et bien fait, on aura des différences entre les points obtenu dans le graph à cause de non
précise des matériels utilisé dans le laboratoire et l'erreur humaine.
On a appris dans cette manipulation comment faire une distillation d'un mélange liquide vapeur
qui été un mélange d'éthanol, propanol qui dépend de sa température et la composition de Mélange,
on a ensuite tracer la courbe d'ébullition et de rosé des deux constituants liquide-vapeur sur le
diagramme binaire isobare, on a ensuite calculé la volatilité moyenne théorique et
expérimentalement et comparé sur un graph à l'aide des résultats obtenus dans le labo. On peut
remarquer une approche de la courbe expérimentale au celle théorique.

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TP DISTILLATION FINAL.docx

  • 1. Faculté de génie des procèdes Département : génie chimique Niveau : master 2 TP N°01 DISTILATION D’équilibres (liquide_ vapeur) d’un mélange Binaire  Bouchemel Ahlem  Belezreg Raounak Mr : Louaer Année 2022_2023
  • 2. Partie pratique : Définition de distillation : La distillation est un procédé de séparation de mélange de substances liquides dont les températures d'ébullition sont différentes. Elle permet de séparer les constituants d'un mélange homogène. Sous l'effet de la chaleur ou d'une faible pression (loi des gaz parfaits), les substances se vaporisent successivement, et la vapeur obtenue est liquéfiée pour donner le distillat L’équilibre liquide-vapeur : À l'équilibre liquide-vapeur, un mélange liquide aura une vapeur d'équilibre dont la composition (concentrations ou pressions partielles des gaz) dépend de la composition du liquide (concentration de chaque composé dans le liquide) et de la température. L'inverse est aussi vrai : si un mélange de vapeurs est en équilibre avec sa phase liquide, alors la composition du liquide sera déterminée par la composition des vapeurs et la température. Ces données de l'équilibre liquide-vapeur peuvent être déterminées expérimentalement, ou calculées approximativement grâce à des modèles comme la loi de Raoult, la loi de Dalton et la loi de Henry. Objectifs :  Déterminer et trace expérimentalement le diagramme binaire isobare.  Indiquer et tracer la courbe d’équilibre d’un mélange liquide (éthanol _1 propanol) Mode opératoire : Dans notre TP on a chauffé les échantillons de (éthanol _ Propanol) jusque-là téb 83.5 à partir d’une cellule ébulliomètre, en ajoutant le barreau magnétique et allumant le chauffage
  • 3. A partir d’échauffement des échantillons, on a les met dans un tube et les refroidir et remarque la variation de température, on a pris des échantillons et les refroidir avec l’eau de robinet Après le refroidissement on a mesuré la température de refroidissement de chaqu’un et le brix avec un refractomètre ensuite calculé l’indice de réfraction nd20°C à travers une brix Afin de ramener la valeur de l’indice de réfraction mesure pour un liquide à une température T, en degré Celsius, à la valeur référence à20°c, on peut utiliser une relation affine valable pour de faibles écarts de température : Partie pratique : 1_ complet le tableau suivant : mélange 1 2 3 4 5 6 7 8 9 XA (mélange) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.6 0.8 0.9
  • 4. T (°C) mesurée 91.3 88.6 86.6 84.3 83.4 80.8 79.7 78.5 78.3 Phase liquide ND20°C 1.37320 XL 0.074 0.11 0.23 0.309 0.48 0.546 0.633 0.745 0.864 Phase vapeur ND20°C 1.36889 XV 0.133 0.23 0.39 0.489 0.68 0.722 0.777 0.832 0.974  Calcule nD20° : A Partir d’annexe 3 et la relation : ND20°C= nT +0.0045*(T-20 1. Phase liquide : nT= 1.37320 et T (°c) =23.5 Donc : 2. Phase vapeur nT=1.36889 et T (°C) = 23.3 °C Donc :  Calculer XL ET XV À partir de cette relation : Xl =0.48 Xv=0.68 2_le diagramme binaire isobare expérimental : nD20°C = nT +0.00045*(T-20) nD20°C =1.374775 nD20°C =1.36889 === ) = nD20°C=-0.0215x +1.3851
  • 5. 3_ les mélange est idéaux par ce que notre diagramme ne représente aucun extremum autrement le point azéotropique. 4- A) la température d’ébullition pour mélange de 40℅ éthanol et 60℅ l_propanol est : Teb= 82.5°C B) la température d’ébullition pour récupérer un liquide de 75℅ de l’éthanol est Teb= 78.5°C 5_ A partir de l’annax 1 et loi de bras de levier : nlAM =nvBM nlAM = (n-nl) BM nlAM =n BM –nlBM nl AM +nlBM =nBM on AM+BM=AB DONC nl(AM+BM) =n BM nlAB =nBM 6_ calcule la valeur moyenne de la volatilité relative expérimentale αexpo 𝛼 𝐴 𝐵 = ⁄ 𝑝𝐴° 𝑃𝐵° PA=XLP°A=XVPT …………(1) la loi de dalton PB=(1-XL )=(1-XV)PT………….(2) la loi de Raoult  (1) sur (2) 𝛼𝐴/𝐵 = (1 − 𝑋𝐿)𝑋𝑉 (1 − 𝑋𝑉)𝑋𝐿 Mélange 1 2 3 4 5 6 7 8 9 α exp 1.919 2.416 2.619 2.139 2.302 2.1595 2.020 1.695 5.8967
  • 6. α exp (moyenne)= 1.919+2.416+2.619+2.139+2.302+2.1595+2.020+1.695+5.8967 9 αexp (moyenne)= 2.574≈ 2.6 7- calculer la valeur moyenne de la volatilité relative théorique αtheo D’après l’équation d’Antoine (78°C -97°C ) PA°=A1 --- 𝐵1 𝐶1−𝑇 …….éthanol PB°=A2- 𝐵2 𝐶2−𝑇 ……..propanol Les constant A B C Ethanol 8.21330 1652.050 231.480 Propanol 7.61920 1375.140 193.010 α(moyenne)= 2.129+2.109+2.074+2.049+2.037 5 =2.079 αtheo (moyenne)=2.079 8- les courbes d’équilibre expérimental et théorique :  PA=XAPA°=YAPT……….(1)  PB= xBP°B=YBPT……..(2) On αtheo= 𝑃°𝐴 𝑃°𝐵 on obstiné (𝛼 = 𝑋𝐴 1−𝑋𝐴 = 𝑌𝐴 1−𝑌𝐴 )……(3) Après la simplification on obtient la relation suivant : YA= 𝛼𝑡ℎ𝑒𝑜𝑋𝐴 𝑋𝐴(𝛼𝑡ℎ𝑒𝑜−1) +1 …..(4) T °C 79 82 88 92 95 Log PA° 2.892 2.943 3.0422 3.106 3.153 LOgPB° 2.5637 2.6188 2.7256 2.7943 2.844 PA° 779.83 877.00 1102.047 1276.44 1422.656 PB° 366.1845 415.7191 531.618 622.730 698.322 Α 2.129 2.109 2.074 2.049 2.037
  • 7. Expérimentale XL 0.074 0.11 0.23 0.315 0.48 0.546 0.633 0.745 0.864 XV 0.133 0.23 0.39 0.489 0.68 0.722 0.777 0.832 0.974 Théorique : X 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Y 0 0.19 0.34 0.47 0.59 0.68 0.76 0.83 0.89 0.95 1 9 commenter et conclusion : On peut remarquer que la courbe expérimental approche de celle-ci de théorique donc l'expérience et bien fait, on aura des différences entre les points obtenu dans le graph à cause de non précise des matériels utilisé dans le laboratoire et l'erreur humaine. On a appris dans cette manipulation comment faire une distillation d'un mélange liquide vapeur qui été un mélange d'éthanol, propanol qui dépend de sa température et la composition de Mélange, on a ensuite tracer la courbe d'ébullition et de rosé des deux constituants liquide-vapeur sur le diagramme binaire isobare, on a ensuite calculé la volatilité moyenne théorique et expérimentalement et comparé sur un graph à l'aide des résultats obtenus dans le labo. On peut remarquer une approche de la courbe expérimentale au celle théorique.