Qu'est-ce qu'un azéotrope?
Un azéotrope est un mélange de deux ou plusieurs produits chimiques en solution qui ne peuvent pas être séparés par un procédé de distillation basique car ils partagent un point d'ébullition et un point de vaporisation communs. Lorsqu'un azéotrope est chauffé ou bouilli, les produits chimiques se transforment tous en état gazeux en quantités égales et sont parfois appelés mélanges à ébullition constante. Les azéotropes peuvent être difficiles à préparer car les concentrations de chaque produit chimique doivent être équilibrées avec précision et leur densité, leur point d’ébullition initial et leur tension superficielle doivent se situer dans une plage pouvant être amenée à un niveau d’équilibre dans la solution.
La formation de mélanges azéotropiques est plus susceptible de se produire si les précurseurs chimiques ont des points d'ébullition proches les uns des autres. Les produits chimiques ayant des polarités électriques ou des charges ioniques différentes sont également plus susceptibles d'être attirés les uns par les autres pour former ce type de mélange. En raison de ces conditions, plusieurs types de solvants se joindront naturellement aux azéotropes. Ils doivent donc être soigneusement séparés au cours des processus industriels.
Dans l'industrie, l'azéotrope a de la valeur car il s'agit d'un mélange de produits chimiques en solution et non d'un composé dans lequel ces produits chimiques présentent des liaisons moléculaires fortes qui ne se brisent pas facilement. Cela permet donc de concevoir un azéotrope dont le contenu est constitué d’un produit chimique inflammable et d’un produit chimique ininflammable qui, dans l’ensemble, présente des caractéristiques ininflammables. Comme les produits chimiques ne se séparent pas pendant l'évaporation, les déversements n'entraîneront pas d'incendies dangereux.
Les solvants inflammables font souvent partie de mélanges azéotropiques, car ils peuvent être utilisés puis distillés pour distiller le liquide afin de récupérer le solvant et de laisser les contaminants derrière. Le procédé évite les risques d'incendie et de pollution de l'air par le solvant, car il est lié au composant ininflammable de l'azéotrope. L'exemple le plus courant de ce type d'azéotrope de solvant est l'azéotrope binaire éthanol-eau. Normalement, l’eau bout à 100 ° C et l’éthanol à 78,3 ° C, mais à une concentration de 95% d’éthanol et 5% d’eau, ils bouillonnent tous les deux à 172,76 ° F (78,2 ° C). . Ce type de mélange est également appelé azéotrope à ébullition minimale, du fait que le nouveau point d'ébullition des deux constituants est inférieur à celui d'origine.
Un azéotrope commun au méthanol, mélange de trois produits chimiques, appelé azéotrope ternaire, contient du méthanol, de l'acétonitrite et de l'eau à des concentrations respectives de 52%, 44% et 4%. Ensemble, ils ont un point d'ébullition compris entre 65 et 70 ° C (149 et 158 ° F), ce qui est le plus proche du point d'ébullition naturel du méthanol à 64,5 ° C (148,1 ° F). Ce mélange particulier est utilisé dans le recyclage des solvants et dans les procédés de laboratoire de chromatographie liquide à haute performance (HPLC).