Séparation de Bi(III) et Pb(II) par membrane liquide émulsionnée

Séparation de Bi(III) et Pb(II) pa r membrane
liquide émulsionnée. Optimisation et
modélisation du procédé
REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID -TLEMCEN
FACULTE DES SCIENCES
DEPARTEMENT DE CHIMIE
Laboratoire des Technologies de Séparation et de Purification (L.T.S.P)
THESE
PRESENTEE POUR L'OBT ENTION
DU DIPLOME DE DOCTORAT EN CHIMIE
Option : Chimie Analytique & Environnement
Par
M
me
BENYAHIA Nacera
THEME
Soutenu à Tlemcen, le 25 / 02 / 2015 devant le jury composé de:
Mr. DIDI Mohamed Amine Président Professeur à l’U.ABB -Tlemcen
Mr. HADDOU Boumediène Examinateur Professeur à l’USTO - Oran
Mr. HAREK Yahia Examinateur Professeur à l’U.ABB -Tlemcen
Mr. MOUFFOK Benali Examinateur Professeur à l’U.DL- Sidi Bel Abbes
Mr. BAHMANI Abdellah Examinateur MCA à l’USTO - Oran
Mr. BELKHOUCHE Nasr -Eddine Directeur de Thèse Professeur à l’U.ABB -Tlemcen

Dédicaces
A l'aide de Dieu tout puissant, qui trace le chemin de ma vie
j'ai pu arriver à réaliser ce modeste travail que je le dédie :
A mes parents qui ont toujours veillé sur moi
A mon mari
Une dédicace spéciale pour mes filles Imene et Fery el
A mes frères et sœurs
A ma belle famille
Merci désormais chacun à leur façon

Remerciements
Ce travail a été réalisé au sein du Laboratoire des Technologies de
Séparation et de Purification (L .T.S.P) de l’Université Abou Bekr BELKAID
de Tlemcen. Il a été dirigé par Monsieur BELKHOUCHE Nasr -Eddine,
Professeur à l’université de Tlemcen auquel, j’adresse ma profonde
reconnaissance pour l’accueil qu’il m’a réservé et pour la confiance et le soutien
qu’il m’a témoigné.
Mes sincères remerciements s’adressent à Monsieur DIDI Mohamed
Amine, Professeur à l’Université de Tlemcen, pour l’intérêt qu’il a porté à ce
travail et pour nous avoir honoré de présider le jury de cette thèse.
Je suis très honorée d e la présence de Monsieur HADDOU Boumediene
Professeur à l’Université de l’USTO -Oran qui nous a honoré de participer à ce
jury.
Mes vifs remerciements vont à Monsieur HAREK Yahia , Professeur à
l’Université de Tlemcen pour l’honneur qu’il nous fait d’examiner cette thèse.
Ma gratitude et profonde considération s’adresse nt à Monsieur MOUFFOK
Benali, Professeur à l’Université DL- Sidi Bel Abbes , pour l’honneur qu’il nous
fait d’examiner cette thèse.
J'adresse mes plus vifs remerciements à Monsieur BAHMANI Abdellah,
Maître de conférences A à l’Université de l’USTO Oran, qui m’a fait l’honneur
de participer à ce jury et de juger ce travail.
Je remercie également tous les collègues et amis de Laboratoire LTSP de leur
sympathie.
Ce n’est pas facile d’exprimer toutes mes reconnaissances a tous les gens j’ai eu
la chance de connaitre au cours de ces dernières années. Je voudrais dire pour
encore une fois à tous MERCI.

Table des Matières
LISTE DES SYMBOLES
INTRODUCTION GENERALE ................................ ................................ ..................... 1
____________________ _________ PARTIE THEORIQUE ____________________ ______
Chapitre I. METAUX : BISMUTH ET PLOMB
I. Introduction ................................ ................................ ................................ ..................... 3
II. Aspects théoriques sur le bismuth ................................ ................................ .................. 4
II.1.Généralités ................................ ................................ ................................ .............. 4
II.2. Propriétés physico -chimiques du bismuth ................................ ............................ 5
II.3. Utilisation ................................ ................................ ................................ .............. 5
II.4. Effets du bismuth sur la santé humain et l’environnement ................................ .. 6
III. Aspects théoriques sur le plomb ................................ ................................ .................... 7
III.1.Généralités ................................ ................................ ................................ ....... 7
III.2. Propriétés physico -chimiques du plomb ................................ .............................. 7
III.3. Utilisations ................................ ................................ ................................ ....... 8
III.4. Effets du plomb sur la santé humain et l’environnement ................................ .... 9
IV. Références ................................ ................................ ................................ ..................... 10
Chapitre II. CHIMIE DU PHOSPHORE
I. Introduction ................................ ................................ ................................ ...................... 13
II. Aperçu général sur les extractants organophosphorés ................................ ................... 14
II.1. Introduction ................................ ................................ ................................ ............ 14
II.2. Classification ................................ ................................ ................................ ........... 15
III - Aspects théoriques sur l’acide di(2 -éthylhéxyl)phosphorique (D2EHPA) ................. 16
III.1.Introduction ................................ ................................ ................................ ....... 16
III.2. Propriétés physico -chimiques ................................ ................................ ................. 16
III.3. Comportement du D2EHPA dans les solvants ................................ ........................ 17
III.4.Techniques d’analyse de D2EHPA ................................ ................................ .......... 18
III.4.1. Spectrophotométrie UV -visible ................................ ................................ ..... 18
III.4.2. Spectrophotométrie Infrarouge ................................ ................................ ...... 19
III. 5. Mécanisme d’extraction par le D2EHPA ................................ ............................... 20

III.6.Applications du D2EHPA ................................ ................................ ........................ 21
III.7. Méthodes de synthèse du D2EHPA ................................ ................................ ........ 21
IV. Aperçu théoriques sur le l’oxyde de tri -n-octylphosphine ................................ ............ 21
IV.1. Introduction ................................ ................................ ................................ ............. 21
IV. 2. Propriétés physico -chimiques du TOPO ................................ ................................ 22
IV. 3. A pplication du TOPO ................................ ................................ ............................ 23
V. Phénomène de synergie ................................ ................................ ................................ .. 23
V.1. Définition ................................ ................................ ................................ ................. 23
V.2. Système synergique ................................ ................................ ................................ .. 24
VI. Liquides ioniques ................................ ................................ ................................ .......... 26
VI.1.Introduction ................................ ................................ ................................ ............. 26
VI.2.Définition ................................ ................................ ................................ ................ 26
VI.3. Propriétés physicochimiques des liquides ioniques ……………………………...2 6
VI.4. Aperçu sur les sels d'ammonium quaternaire ................................ ......................... 27
VI.4. 1. Introduction ................................ ................................ ................................ 27
VI.4.2. Ions ammonium quaternaires dans les réactions par transfert de phase .... 27
VI.4.3. Aliquat 336 ................................ ................................ ................................ .. 28
VI.4.3.1.Propriétés physico chimiques………………. ................................ .... 29
VI.4.3.2 . Applications ................................ ................................ .................... 29
VII. Références ................................ ................................ ................................ ................... 31
Chapitre III. PROCEDE D’EXTRACTION PAR MEMBRANE
I. Introduction ................................ ................................ ................................ ...................... 38
II. Membranes solides ................................ ................................ ................................ ......... 39
II.1. Classification des membranes ................................ ................................ .............. 40
II.1.1. De par leur nature chimique ................................ ................................ ......... 40
II.1.2. De par leur porosité ................................ ................................ ..................... 41
a. Les membranes poreuses ................................ ................................ ......... 41
b. Les membranes denses ................................ ................................ ............ 41
II.1.3. De par le mécanisme de séparation ................................ ............................. 42
II.1.4. De par leur morphologie ................................ ................................ .............. 42
a. Membranes isotropes (ou symétrique s) ................................ ................... 42
b. Membranes anisotrope (ou asymétrique s) ................................ ............... 42
II.1.5. De par leur géométr ie de préparation ................................ ........................... 43