Les procédés d'extraction

Pour séparer une espèce chimique d'un mélange naturel ou artificiel, les chimistes disposent de techniques simples basées sur quelques propriétés physiques de l'espèce que l'on veut extraire.

Les procédés actuels

L'enfleurage: cette technique est préférée pour des plantes fragiles: on les dispose sur des graisses puis on récupère les aromes par malaxage des graisses avec de l'alcool. (doc 1)
La macération: il consiste à laisser séjourner une plante dans un solvant froid (eau, alcool, huile) de quelques heures à quelques semaines. (doc 2)
Le pressage: c'est l'obtention des produits par pression : huile de graines (noix, arachide), jus de fruit, essence de peau.
L'infusion: utilise de l'eau bouillante versée sur la plante hachée. Le récipient est couvert 5 à 15 minutes sans chauffage. (doc 3 )
La décoction: se réalise en faisant cuire la plante plusieurs minutes, dans de l'eau bouillante. Elle est utile pour les écorces, les racines, les feuilles.(doc 3)

Doc 1. Palette d'enfleurage de fleurs de jasmin sur graisse

Doc 2. Macération de quelques plantes

Doc 3. Décoction infusion

Extraction par un solvant

Choix du solvant d'extraction

Trois critères permettent de choisir le solvant d'extraction :

L'espèce chimique à extraire doit y être très soluble.
Si l'espèce est dissoute dans un solvant, le solvant d'extraction ne doit pas lui être miscible
II doit être le moins toxique et inflammable possible

hydrodistillation

Principe

Lors d'une hydrodistillation, de la vapeur d'eau entraine les espèces à extraire. La condensation de ces vapeurs dans un réfrigérant fournit un distillat constitué de deux liquides non miscibles :eau-essence que l'on peut séparer par décantation à l'aide d'une ampoule à décanter.

Doc 4. hydrodistillation

Le montage ci-dessus est celui d'une distillation simple (doc 4).

- Un mélange d'eau et de substance contenant l'essence à extraire est porté à ébullition.

- La vapeur formée (constituée d'eau et de l'essence) est condensée dans un réfrigérant. Le distillat est recueilli dans une éprouvette

Doc 5. Ampoule à décanter

Techniques de séparation et d'identification

La chromatographie

Les étapes d'une chromatographie

Dépôt

On choisit un support poreux (papier ou support de silice, d'alumine...) : c'est la phase fixe. On réalise sur une ligne de base les dépôts des solutions des espèces chimiques à analyser.

Elution

On plonge l'extrémité du papier (ou de la plaque) dans un solvant, Ce solvant, l'éluant ou phase mobile, monte par capillarité. Quand il atteint les mélanges, il entraine les espèces qu'il dissout au passage. Ces espèces sont retenues par la phase fixe : chaque espèce ne monte que d'une partie de la hauteur parcourue par l'éluant.

Révélation

Si les espèces chimiques sont colorées, l'observation est directe. II suffit d'entourer les taches au crayon.

Si les espèces chimiques sont incolores, la révélation s'effectue en utilisant le diiode, le permanganate de potassium ou une lampe UV (ultr-violet)

Doc 6. Chromatogramme

Exploitation des chromatographies

Séparation des constituants

L'éluant n'entraine pas toutes les espèces à la même vitesse. La chromatographie permet donc de séparer les espèces contenues dans un mélange

Identification des constituants

Lors d'une chromatographie, le comportement d'une espèce est le même, qu'elle soit seule ou mélangée à d'autres. La chromatographie permet d'identifier une espèce par comparaison

Le rapport frontal

Le rapport frontal $R_{f}$ d'une espèce est le quotient de la distance $h$ parcourue par cette espèce, par la distance $H$ parcourue par l'éluant (de la ligne de base à la ligne de front de l'éluant).

$R_{f} = \frac{h}{H}$

$R_{f}$ n'a pas d'unité.

Doc 7. Rapport frontal

Les caractéristiques d'une espèce chimique

Caractéristiques sensorielles

La couleur permet parfois de reconnaitre une espèce chimique. L'odeur et le gout le peuvent aussi mais ne sont pas toujours un moyen recommandé.

Température de changement d'état

Les températures de changement d'état sont caractéristiques d'une espèce chimique

Masse volumique et densité

La masse volumique $ρ$ d'une espèce chimique est le quotient de la masse $m$ d'un échantillon de cette espèce par son volume $V$ :

La densité d d'une espèce chimique, solide ou liquide, par rapport à l'eau, est le quotient de la masse $m_{s}$ d'un certain volume de cette espèce chimique par la masse $m_{eau}$ d'un même volume d'eau :

$d = \frac{m _{s}}{m _{e a u}} = \frac{ρ _{S}}{ρ _{e a u}}$

La densité d n'a pas d'unité.

Autres caractéristiques

D'autres caractéristiques physiques peuvent être utilisé pour identifier une espèce chimique. On peut citer :

L'indice de réfraction, la solubilité, les spectres d'absorptions...