dean stark

PCSI-CHIMIE-LGT Bellevue-Fort-de-France
Grâce au montage Dean-Stark, le produit à éliminer est extrait du milieu
réactionnel au fur et à mesure qu’il se forme. Lorsqu’il n’y a plus
accumulation de produit à éliminer dans le tube gradué de l’appareil de
Dean-Stark et que la température en tête du Dean-Stark a atteint la
température d’ébullition du solvant d’entrainement, la distillation
hétéroazéotropique est terminée.
Exemples d’hétéroazéotropes
𝜃ℎé𝑡é𝑟𝑜𝑎𝑧é𝑜𝑡𝑟𝑜𝑝𝑒
hétéroazéotrope
Fraction molaire en
eau
en °C
Eau-toluène
84,1
0,444
Eau-cyclohexane
69,5
0,300
Eau-acétate d’éthyle
70,4
0,312
Fiche technique N° 15
MONTAGE DE DEAN-STARK
Capacité : Savoir choisir la verrerie adaptée à la transformation réalisée et aux
conditions opératoires mises en œuvre. Réaliser le ou les montages appropriés
et en expliquer le principe et l’intérêt.
Mettre en œuvre des méthodes permettant de suivre qualitativement ou
quantitativement l’avancement de la transformation.
Définition
Principe
Le montage de Dean-Stark permet de déplacer des réactions équilibrées
dans le sens de formation des produits (ex :estérification, acétalisation,
synthèse d’énamine…).
Lors d’une réaction produisant de l’eau, par exemple l’estérification,
l’équilibre peut être déplacé par élimination de l’eau au fur et çà mesure
de sa formation. On opère par distillation de l’eau avec un solvant
organique non miscible et moins dense que l’eau dans l’appareil de DeanStark.
Le principe de cette technique est fondé sur une distillation
hétéroazéotropique : à l’état liquide, le solvant d’entraînement et le
liquide à éliminer ne sont pas miscibles et dès le début de l’ébullition
(𝜃𝑒𝑏 = 𝜃ℎé𝑡é𝑟𝑜𝑎𝑧é𝑜𝑡𝑟𝑜𝑝𝑒 ), il se forme une phase vapeur de composition
hétéroazéotropique. Cette vapeur monte dans l’appareil de Dean-Stark,
se condense dans le réfrigérant à eau et tombe dans le tube gradué où il
y a démixtion. De ce fait, ce montage permet d’éliminer un produit ou
sous-produit de réaction.
En pratique, il est couramment utilisé pour éliminer de l’eau, sousproduit de réaction.
Le solvant d’entraînement doit répondre à trois critères essentiels :
-non réactif vis –à-vis des constituants du mélange réactionnel ;
-non miscible à l’état liquide avec le produit à éliminer (souvent l’eau) ;
-former un hétéroazéotrope avec le produit à éliminer
-généralement, de densité inférieure à celle du produit à éliminer.
Lorsque le produit à éliminer est de l’eau, on peut utiliser différents
solvants d’entraînement tels que le cyclohexane, le toluène ou l’acétate
d’éthyle.
Afin de conserver le volume du milieu réactionnel approximativement
constant il est nécessaire de remplir le tube gradué avec du solvant
d’entraînement. D’autre part, ceci facilite la démixtion dans le tube
gradué.
Schéma du
dispositif
Précautions
expérimentales
-Le chauffage doit pouvoir être rapidement arrêté (support élévateur,
hauteur du système adaptée).
-Ne pas remplir le ballon plus qu’à sa moitié.
-réguler l’ébullition dans le ballon.
-La surface du mélange réactionnel doit être au-dessus du niveau relatif
du bain chauffant.
-Remplir le tube gradué du Dean-Stark avec du solvant d’entrainement.
-Les vapeurs ne doivent pas monter au-delà de la mi-hauteur du
réfrigérant.
-Calorifuger avec du coton de verre et du papier aluminium pour faciliter
la montée des vapeurs jusqu’au réfrigérant.
-Ne jamais fermer hermétiquement un montage Dean-Stark.