Etude expérimentale de l?équilibre liquide-liquide des systèmes ternaires :( n-heptane + xylène + méthanol), (n-heptane+toluène+ méthanol), (n-heptane+ xylène+sulfolane) et (n-heptane + toluène + sulfolane).

Etude Experimentale de l `equilibre liquide-liquide

Dans ce chapitre on etudie l'equilibre liquide-liquide des systemes ternaire suivants: (n-Heptane + Xylene + Methanol), (n-Heptane + Toluene + Methanol), (n-Heptane + Xylene + Sulfolane) et (n-Heptane + Sulfolane + Methanol) experimentalement a une temperature et pression constante. Dans ce travail on realises les constructions de la courbe binodale.

II.1 Materiels et Technique experimentale :

II.1.1 Produits :

a) Extractant (Solvant) :

a.1 Methanol:

Le methanol, egalement connu sous le nom d'alcool methylique, de carbinol, d'alcool de bois, de naphte de bois ou d'esprit de bois est un compose chimique de formule : CH3OH.

Figure (II.1) : Structure moleculaire du methanol [13]. * Proprietes physiques :

Numero CAS	67-56-1
Formule	CH3OH
Masse Molaire (g.mol^-1)	32,0422
Masse Volumique (g/ml)	0,79664 a 25^° C
Point d'ebullition (° C)	64,7
Point de Fusion (° C)	-97,68
Indice de Refraction	1,3265

Tableau (II.&) : Proprietes Physiques du methanol a l'aide de simulateur ProSim

Le méthanol, est le plus simple des alcools, et il se présente sous la forme d'un liquide léger, volatil, incolore, inflammable, toxique avec une odeur caractéristique un peu écceurant, plus douce et sucrée que celle de l'éthanol (alcool éthylique). A température ambiante, c'est un solvant liquide polaire utilisé comme antigel pour liquide de refroidissement, comme solvant, comme carburant (championnat de champ car nord américain depuis 1964), et comme dénaturant de l'alcool éthylique dont il est indissociable par simple distillation. Il est également utilisé pour la production de biodiesel par réaction de trans-estérification [13].

a.2- Sulfolane :

Sulfolane (aussi sulfone de tétraméthyléne, nom systématique: 2, 3, 4, 5 - tetrahydrothiophene 1,1-dioxide) est un liquide clair et sans couleur généralement utilisé dans l'industrie chimique en tant qu'un dissolvant extractif de distillation ou dissolvant de réaction. Le sulfolane a été a l'origine développé par la compagnie de Shell Oil dans les années 60 comme dissolvant pour purifier le butadiéne. Le sulfolane est un composé aprotique d'organosulfur de formule C411802S [14].

Figure (II.2) : Structure moléculaire du Sulfolane [14]. * Propriétés physiques :

Numéro CAS	126-33-0
Formule	C4^11802S
Masse Molaire (g.mol^-1)	120.17
Masse Volumique (g/ml)	1.261
Point d'ébullition (° C)	285
Point de Fusion (° C)	27.5
Indice de Réfraction	1.48

Tableau (11.2) : Propriétés Physiques du sulfolane [¹⁴].

b) Diluant :

Comme diluant pour la phase organique, le choix s'est porté sur le n-Heptane. C'est un alcane aliphatique de chaine carbonée dont les propriétés physiques sont résumées sur le tableau suivant :

Numéro CAS r'		142-82-5	Formule
C7H16		Masse Molaire (g.mol^-1)
100.21		Masse Volumique (g/ml)
0.684 a 20^° C		Point d'ébullition (° C)
98		Point de Fusion (° C)
-91		Indice de Réfraction
1.387 a 20

Tableau (11.3) : Propriétés Physiques du n-Heptane obtenus a l'aide de simulateur ProSim.
Plus).

c) Solute :

C.1- Xylène :

Le terme xyléne se référe a un groupe de trois dérivés du benzene, correspondant aux isoméres ortho-, méta- et para- du diméthylbenzéne, est un composé chimique de formule : C6H4 ( CH3)². [¹⁵]

Numéro CAS	108-38-3
Formule	C8I-110
Masse Molaire (g.mol^-1)	106,167
Masse Volumique (g/ml)	0.86
Point d'ébullition (° C)	139,120
Point de Fusion (° C)	-47,850
Indice de Réfraction	1,494

Tableau (II.4) : Propriétés Physiques du xylene obtenu a l'aide de simulateur ProSim
(Component Plus).

c.2- Toluéne :

Le toluene, également appelé méthylbenzene ou phénylméthane est un liquide transparent, insoluble dans l'eau et possédant une odeur caractéristique rappelant celle du dissolvant pour peinture. Cette odeur rappelle quelque peu celle, douceAtre, du benzene apparenté. C'est un hydrocarbure aromatique tres répandu utilisé comme produit de départ industriel [15].

%ieure (II.4) : La structure moléculaire du toluene [16].

* Propretes physiques :

Les propriétés physiques sont résumées sur le tableau suivant :

Numéro CAS r'		203-625-9
Formule		C7I^-18
Masse Molaire (g.mol^-1)		92.14
Masse Volumique (g/ml)		0.867 a 20^° C
Point d'ébullition (° C)	110.6
Point de Fusion (° C)	-95
Indice de Réfraction	1.495 a 20^° C

Tableau (II.5) : Propriétés Physiques de Toluene obtenus a l'aide de simulateur ProSim
(Component Plus).

*Propriétés chimiques :

Le toluene réagit comme un hydrocarbure aromatique normal par substitution électrophile aromatique. Le groupe méthyle le rend approximativement 25 fois plus réactif que le benzene dans ce genre de réactions. Par sulfonation il donne l'acide para toluene sulfonique, tandis que sa chloration par le chlore en présence de chlorure ferrique donne un mélange d'isomeres ortho et para de chlorotoluene. La nitration par l'acide nitrique donne un mélange d'ortho- et de para-nitrotoluene. En chauffant, la réaction se poursuit pour donner le dinitrotoluene et finalement le trinitrotoluene (TNT) qui est explosif [16].