Exercices de Physique-Chimie : Extraction et identification

Un chimiste souhaite extraire une espèce organique présente dans une solution aqueuse de volume $V_{aq} = 100\text{ mL}$. Il ajoute $V_{org} = 50\text{ mL}$ de dichlorométhane ($CH_2Cl_2$) dans une ampoule à décanter. La densité du dichlorométhane est $d_{org} = 1,33$ et celle de la solution aqueuse est $d_{aq} = 1,00$. L'espèce recherchée est très soluble dans le dichlorométhane. Identifier la phase contenant l'espèce chimique recherchée et préciser sa position dans l'ampoule à décanter après décantation en justifiant par les densités.

On souhaite extraire le diiode ($I_2$) présent dans une solution aqueuse initiale de volume $V_{aq} = 50,0\,mL$. Pour cela, on utilise un volume $V_{solv} = 20,0\,mL$ de dichlorométhane ($CH_2Cl_2$). Le coefficient de partage du diiode entre le dichlorométhane et l'eau est défini par $K = \frac{[I_2]_{org}}{[I_2]_{aq}} = 12$. Calculez la concentration massique du diiode restant dans la phase aqueuse après une extraction, sachant que la concentration initiale du diiode dans l'eau était de $C_0 = 0,10\,g.L^{-1}$.

Un chimiste souhaite extraire une molécule organique $M$ d'une solution aqueuse initiale de volume $V_{aq} = 100,0 \text{ mL}$ contenant une masse $m_0 = 500 \text{ mg}$ de $M$. Le coefficient de partage de $M$ entre l'éther diéthylique (solvant organique) et l'eau est défini par $K = \frac{C_{org}}{C_{aq}} = 10$.

1. Calculez la masse $m_1$ extraite en une seule fois en utilisant un volume $V_{org} = 50,0 \text{ mL}$ d'éther.
2. Calculez la masse totale $m_{total}$ extraite si l'on effectue deux extractions successives avec deux volumes de $25,0 \text{ mL}$ d'éther chacun.
3. Comparez les deux méthodes et concluez sur l'efficacité de l'extraction fractionnée.