Extraction liquide-liquide : Cours de chimie

Chapitre 4 : Extraction liquide-liquide
I Introduction
1) Définition
L’extraction liquide-liquide (L/L)
consiste en un transfert de matière
(soluté A) entre deux phases liquides
non ou partiellement miscibles.
2) Principe
Elle consiste à extraire un ou plusieurs constituants
d’une solution par dissolution au contact d’un solvant
dans lequel les corps sont solubles.
Opération utilisée pour séparer d’un mélange liquide
des constituants :
- de volatilités faibles ou très voisines,
- ou donnant des azéotropes,
- ou encore thermo-dégradables.
Pour que l’opération soit réalisable, il est nécessaire :
- que les deux phases ne soient pas complètement
miscibles
- que leurs masses volumiques soient différentes
- qu’il n’existe pas de réactions chimiques entre les
constituants du mélange.

3) Applications
- Recyclage de solvants (purification de l’eau)
- Purification d’une molécule (principes actifs Pharma)
- Extraction d’une impureté, d’arômes ou parfums
- Récupération et concentration des cations métalliques
(Cu, Zn, Ag, Au, Cr, Cd,…)
- Récupération de l’uranium…
4) Avantages
Les avantages part rapport à la distillation :
- Teb peuvent être proches
- Produits peuvent être thermosensibles
- Economies d’énergie (chauffe et refroidissement)
5) Terminologie
- Soluté : constituant à extraire
- Diluant : liquide contenant les solutés
- Solution : ensemble soluté + diluant
- Solvant : liquide destiné à extraire les solutés
- Extrait : phase issue de l’opération contenant les
solutés extraits. Cette phase est riche en solvant.
- Raffinat : phase résiduelle épuisée en soluté. Cette
phase est riche en diluant.

II Technologie
1) Processus de l’extraction
1-Extraction par contact intime entre solvant et solution
dans des ampoules, colonnes ou mélangeurs.
L’agitation du milieu a pour effet d’augmenter la surface
de contact entre les phases et de favoriser la diffusion du
soluté au sein de chaque phase.
2-Séparation des phases par décantation gravimétrique ou
centrifuge.
Le passage du soluté dans le solvant aboutit à un équilibre
dans la composition des phases. La rapidité d’obtention de
cet équilibre est liée à la vitesse de diffusion du soluté
d’une phase à l’autre.
Extraction facilitée par :
- masses volumiques des 2 solvants éloignées.
- concentrations en soluté des 2 phases très différentes
- grande surface d’échange entre les deux phases

2) Pratique simple de l’extraction
L'opération simple s'effectue dans une ampoule à
décanter, le volume de celle-ci doit être égal à 2 ou 3
fois le volume à extraire.
La partie sphérique assure un bon mélange des
composés liquides, la partie droite permet, après
décantation, une séparation relativement fine des
différentes phases.

De façon simplifiée, l'extraction se déroule comme suit :
1° Ajouter le solvant pur à la solution
2° Agiter et
dégazer
3° Laisser décanter
(bouchon ouvert)
4° Récupérer chaque phase
dans un erlen différent
et boucher