Expérience 3

Expérience n°3 : Calcul de la quantité d'éthanol dans les distillats

    Afin de connaître la quantité d'éthanol dans nos distillats, nous avons pensé à calculer la densité de celui-ci puis, du fait que nos solutions sont constituées uniquement d'eau et d'éthanol dont on connait la densité, nous pouvons trouver la proportion d'éthanol dans l'eau.   

   Soit D la densité du distilat, d₁ la densité du corps 1 et d₂ la densité du corps 2 (ces deux corps sont mélangés dans des proportions inconnues) alors, calculer la proportion des deux corps (α et β) revient à résoudre le système de deux équations à deux inconnues suivant :

     Pour la première solution, nous allons entièrement rédiger les calculs.

Nous avons peser 4 mL de cette solution et nous avons obtenu une masse de 3,77 g. La masse volumique est égale à Ρ=m/v où P est mesuré en g.mL^-1, m en g et v en mL. Donc P_S1 = 3,77/4 = 0,943 g.mL^-1. Or la densité est égale à D=P_S1/P_eau. Donc, D_S1 = 0,943/1 = 0,943. 

   La densité  de l'eau est de 1 et celle de l'éthanol est de 0,789. Donc d₁=1, d₂=0,789 et D=0,943. α sera donc la proportion d'eau et β la proportion d'éthanol. On peut donc écrire le système :

  Lorsqu'on le résout, on obtient :

   On peut donc dire que la proportion d'éthanol est de 0,27 soit 27% et la proportion d'eau est de 0,73 soit 73% d'eau. On rappelle que ces résultats ne sont valables que si il y a uniquement présence d'eau et d'éthanol dans la solution.

   Nous avons fait ci-dessous un tableau récapitulatif de la proportion eau/éthanol dans nos 4 solutions.

    Pour vérifier l'exactitude de nos résultats, nous avons fait les mêmes calculs avec de l'alcool à 70%. Mais, nous avons obtenu une proportion de 52 % d'alcool et de 48% d'eau. Après avoir réfléchit, nous nous sommes rendu compte que l'alcool contenait un autre composé, du camphre. Celui-ci à une densité de 0,992 ce qui a fausser les calculs qui ne sont valables que lorsqu'il y a présence de 2 composés. De plus, sa densité est plus élevée que celle de l'éthanol. Nous avons donc refait l'exprience témoin avec de l'alcool à 90% sans aucun additif à l'intérieur et nous avons obtenu une proportion de 90 % d'éthanol et de 10% d'eau. Nos calculs étaient donc valables et nous montre que la distillation de la 3ème solution a été la plus efficace avec une concencentration de plus de 50% d'éthanol dans le distillat.