Distillation fractionnée du vin

Matériel:

– montage de distillation fractionnée : chauffe ballon, ballon de 100mL, colonne de      Vigreux, réfrigérant

– thermomètre, balance

– vin, pierres ponces, sulfate de cuivre anhydre

Protocole:

Verser le vin dans le ballon ou comme ici l’erlenmeyer

Prélever 75mL de vin puis les placer dans le ballon avec des pierres ponces.

Mettre en place le réfrigérant en réglant le débit de façon à avoir un mince filet d’eau circulant.

Allumer le chauffe ballon. On observe alors:

– l’ébullition du vin dans le ballon

– les vapeurs qui se condensent dans la colonne

– l’évolution de la température indiquée par le    thermomètre en haut de la colonne

Noter la valeur T1 de la température lorsque les premières gouttes de distillat sont recueillies, puis vérifier que cette température reste constante pendant plusieurs minutes.

Recueillir les quatre premiers millilitres de distillat, cela constitue la fraction V0.

Poursuivre la distillation jusqu’à ce que la température atteigne 90°C.

Voici la vidéo que nous avons réalisée du processus de distillation.

Remarques:

Ici nous avons du utiliser un erlenmeyer parce que c’était le seul matériel disponible. Nous avons aussi couvert la colonne de Vigreux avec du papier aluminium pour accélérer la réaction en gardant bien la chaleur.

Résultats:

Une étape du calcul de la masse volumique, trouver m, la masse

On a calculé la masse volumique du vin avec V1=20mL. À l’aide de la balance on calcul alors m=19,6mg.

Mv1= m/V1

A.N:  Mv1= (19,6×10^-2)/(20×10^-2) = 0,98 g.L-1

On a également calculé la masse volumique du distillat avec V=4mL. À nouveau on utilise la balance et on trouve m=3,2mg.

Mv0= m/V0

A.N: Mv0= (3,2×10^-2)/(4×10^-2) = 0,80 g.L-1

On a aussi noté T1= 79°C.

Interprétations:

La valeur de T1 ainsi que la masse volumique calculée pour le distillat nous permettent de conjecturer que le liquide est de l’éthanol. En effet T1= 79°C ce qui est la température d’ébullition de l’éthanol. De plus la masse volumique de celui-ci est d’environ 0,79 g.L-1 ce qui est très proche de la masse volumique du distillat qui est de 0,80 g.L-1.

L’odeur engendrée par cette expérience tente également à valider cette hypothèse.

Nous avons aussi déposer une goutte de la fraction V0 sur du sulfate de cuivre anhydre, il n’y a eut aucun changement. Alors que la même opération répétée avec le vin ne produit pas le même résultat. En effet le vin hydrate le sulfate de cuivre (ce dernier prend une couleur bleu vif). On en déduit qu’il y a de l’eau dans le vin mais que celle ci ne se retrouve pas dans le distillat. Or le vin et principalement composé d’eau et d’éthanol (appelé communément alcool). Nous en déduisons donc que le distillat est de l’éthanol ou en tout cas en grande partie.

Critiques:

Le distillat hydrate légèrement le sulfate de cuivre anhydre (couleur bleu pâle), ce qui nous montre bien que la distillation n’est pas complète et que l’éthanol n’est pas pur.

De plus le vin est quand même constitué d’autres produits tels que les colorants, les arômes, les acides, les tanins, etc …

La distillation fractionnée est donc un bon moyen de séparer les constituants d’un mélange mais elle ne peut pas être parfaite.

Réflexions:

Garance: Ce TP nous a appris à recueillir des “indices” pour émettre une hypothèse et permis de réviser l’utilisation de la masse volumique. Nous avons de plus eu a faire un montage relativement compliqué où il fallait surtout bien faire attention à la verrerie ainsi qu’au chauffe ballon qui peut être dangereux. Ce TP nous a aussi encore une fois bien montré qu’il y a pleins de facteurs et de sources d’erreur différents et qu’une expérience n’est jamais parfaite.

Léa: Ce TP fut très intéressant car la manipulation était nouvelle pour nous. Le montage était complexe et c’était une des premières fois que nous observions une réaction comme celle-ci. Notre travail de groupe a très bien fonctionné, chacune avait un rôle dans ce TP.

Myriam: Ce TP m’a permis pour la première fois de réaliser ce genre d’expérience. En seconde et au collège cela a toujours été le prof qui réalisait ces expériences et les élèves observaient. Le matériel est difficile à manipuler, fragile et coûte extrêmement cher, néanmoins nous n’avons rencontré aucun problème lors de la réalisation du montage de distillation. Mais les résultats n’étaient pas parfaits à cause des sources d’erreur inévitables.

Camille: J’ai beaucoup apprécié ce TP que j’ai trouvé très intéressant. En effet, il m’a permis d’en apprendre d’avantage sur les changement d’état mais aussi sur l’importance du travail d’équipe et de la minutie à apporter lors de la manipulation d’objets fragiles et coûteux. De plus, j’ai trouvé intéressant de faire une action qui est utile pour des produits communs, telle que la fabrication de certains alcools comme par exemple le whisky ou le cognac, qui nécessitent tous deux des distillations.