LIQUIDE - LIQUIDE

Le comportement des liquides miscibles en toutes proportions (voir liquide-vapeur) comme dans le cas d'un mélange
eau-éthanol a été étudié.

  Mais la solubilité peut être partielle ou encore
  limitée sur une zone de concentration.
  En dehors de cette zone, le liquide A est saturé
  en B et réciproquement, il existe une zone de
  concentration où le liquide B est saturé en A.
  Un exemple est celui du mélange eau–phénol,
  présentée ci-contre.

  La méthode utilisée pour la détermination
  expérimentale des diagrammes d'équilibre
  liquide-liquide est celle de l'apparition du point
  trouble.
  Cette méthode consiste à abaisser la température
  du mélange et à déterminer la température à
  laquelle apparaît un trouble (début de la démixtion).

A 40 °C par exemple :

- on constate que l'on peut ajouter jusqu'à 8 % massique de phénol avant l'apparition du trouble (point B)

- à partir de 66 % de phénol (point C) le mélange redevient homogène jusqu'au point D

On peut écrire que le phénol est partiellement miscible à l'eau (l’eau absorbe jusqu’à 8 % massique de phénol) et l'eau est
partiellement miscible au phénol (le phénol absorbe jusqu’à 34 % de son poids en eau).
Au dessus de 67 °C les deux liquides sont miscibles en toutes proportions (point A').
L’augmentation de la température a pour effet d’augmenter la solubilité réciproque de chacun des deux constituants.

Entre ces deux limites un mélange eau-phénol se sépare en deux phases : un phase aqueuse riche en phénol et une phase
phénolique riche en eau. On observe donc une zone de non miscibilité encore appelée lacune de miscibilité.
On atteint éventuellement une température où la solubilité réciproque devient totale.
C’est ce que l’on appelle la température critique de la solution.
Par exemple, dans le cas du mélange eau–aniline, la température critique est de 168 °C.

Donc, à 40 °C, un mélange à 20 % de phénol se divise en deux phases :
    - une riche en eau (8 % de phénol, point A)
    - une riche en phénol (66 % de phénol, point B) la proportion de chaque phase pouvant être calculée par
      la règle du levier entre A et B.

Autres systèmes

D’autres systèmes binaires sont miscibles en toutes proportions à basses températures et présentent une région à deux phases au-dessus d’une certaine température. C’est le cas du mélange eau–triéthylamine. Au-dessus de 18,5 ºC (point A'), le mélange se sépare en deux phases :     - une phase aqueuse pauvre en triéthylamine       (environ 6% : point A)     - et une phase organique pauvre en eau       (environ 4% : point B) Au-dessous de 18,5 ºC (point A'), le mélange est homogène quelles que soient les proportions.

Il existe des diagrammes binaire liquide -liquide interrompus par l'apparition de la phase gazeuse. A partir d'une certaine température, le mélange bout et on passe de l'équilibre liquide / liquide à l'équilibre liquide / vapeur sachant que lorsqu'on refroidit des vapeurs elles conduisent à nouveau à l'équilibre liquide / liquide avec les conditions de miscibilité déjà décrites précédemment. La courbe de démixtion est interrompue, dans sa partie haute, par les courbes d'ébullition. Courbes de démixtion et d'ébullition montrent la miscibilité partielle des deux liquides. On observe un hétéroazéotrope (H), c'est à dire un azéotrope qui, lorsqu'il refroidit se sépare en deux phases non miscibles P1 et P2.

Ce type de mélange est particulièrement intéressant pour réaliser l'entraînement azéotropique de l'eau par le toluène.
En effet, lorsque les vapeurs se refroidissent, l'eau se sépare et comme sa densité est la plus grande, elle s'accumule dans
la partie basse du récupérateur et le toluène repart dans le ballon de chauffe pour continuer à entraîner l'eau.

Cette partie de cours est principalement constitué de connaissances aussi vous devez la lire attentivement et la retenir.