Séparation des composés organiques – distillation, extraction, CCM et chromatographie sur papier

ChimieChimie organique16–17 ans

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Quatre techniques courantes dans une seule simulation. Distillation : chauffez un mélange liquide ; le thermomètre se stabilise à la température d’ébullition du constituant le plus volatil, tandis que la vapeur se condense dans le réfrigérant et goutte dans le flacon récepteur. Extraction : agitez l’ampoule à décanter pour que le soluté passe de la phase aqueuse à la phase de solvant organique selon le coefficient de partage, puis ouvrez le robinet pour séparer les phases. Chromatographie sur couche mince : l’éluant monte le long de la plaque et entraîne les taches colorées à des vitesses différentes selon leur polarité, et la simulation calcule aussitôt le rapport frontal Rf. Chromatographie sur papier : déposez des encres, des colorants alimentaires, des pigments de feuille ou des acides aminés sur une ligne de dépôt tracée au crayon, laissez migrer l’éluant, marquez le front et mesurez chaque tache à la règle pour calculer le Rf et identifier les constituants.

Leçon : Méthodes de séparation et de purification des composés organiques : distillation, extraction, cristallisation, chromatographie

Ce qu’elle montre

Chaque méthode de séparation exploite une différence physique entre les constituants d’un mélange. La distillation simple sépare des liquides miscibles selon leur température d’ébullition, et l’azéotrope éthanol–eau limite la pureté accessible. L’extraction liquide-liquide repose sur le partage d’un soluté entre deux solvants non miscibles selon son coefficient de partage. La chromatographie sépare les espèces selon la force avec laquelle la phase stationnaire les retient : une plaque de silice en CCM, l’eau des fibres de cellulose sur le papier. Le rapport frontal Rf, mesuré depuis la ligne de dépôt, identifie une espèce par comparaison avec des références dans le même éluant.

Mode d’emploi

Choisissez une Méthode et un Mélange, puis cliquez sur Lancer. Pendant la distillation, observez le palier du thermomètre ; pour l’extraction, comparez l’hexane et l’acétate d’éthyle. En Chromatographie sur papier, choisissez les échantillons et un éluant, cliquez sur Pause pour marquer le front, puis touchez chaque tache pour noter sa distance et son Rf dans le tableau. Comparez les inconnus aux pistes de référence et essayez de tracer la ligne de dépôt à l’encre.

Paramètres modifiables

Méthode Distillation simple, Extraction liquide-liquide, Chromatographie sur couche mince, Chromatographie sur papier
Mélange Éthanol + eau, Hexane + toluène, Diiode dissous dans l’eau, Pigments de feuille (chlorophylle, carotène)
Solvant Hexane (apolaire), Acétate d’éthyle (moyennement polaire), Éthanol (très polaire)
Vitesse d’animation 0,5–3 ×
Échantillons déposés sur le papier Encres de feutre, Colorants alimentaires, Pigments de feuille (feuille de soleil et d’ombre), Acides aminés (révélés à la ninhydrine)
Éluant (papier) Eau, Éthanol, Éther de pétrole + propanone (9 : 1), Butan-1-ol + acide éthanoïque + eau (4 : 1 : 5)

Questions à explorer

Quelle méthode choisiriez-vous pour extraire le diiode de l’eau, et quel solvant en extrait la plus grande part ?
Pourquoi les pigments de feuille se séparent-ils en plusieurs taches sur la plaque, et lequel migre le plus loin ?
Pourquoi trace-t-on la ligne de dépôt au crayon et au-dessus du niveau de l’éluant ?

Idées pour la classe

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