IX. — Distillation

L'opération de la distillation consiste à réduire par l'action de la chaleur un corps en vapeurs, que Ton condense ensuite par refroidissement. Elle sert à séparer un corps volatil des matières fixes qui l'accompagnent.

La distillation fractionnée permet la séparation de matières volatiles dont les points d'ébuUition sont différents.

Distillation proprement dite. — Distillation sous la pression normale. — Le plus ancien appareil dislillatoire est la cornue, l'ancienne rctorte des alchimistes. Son emploi est peu fréquent comme appareil distillatoire proprement dit dans les laboratoires de chimie organique. On lui préfère un ballon muni d'un tube à dégagement, soit mobile et traversant le bouchon, soit soudé au col môme du ballon. Les figures 6 et 13 montrent ces deux dispositions.

Ce ballon sera chauffé, suivant les cas, soit au bain-marie, soit au bain d^huile, soit sur une toile métallique; mais, dans tous les cas, on ne devra jamais négliger d'introduire dans le liquide quelques fragments de brique ou de biscuit poreux, ou encore une cloche de Gemez, destinés à régulariser l'ébullition. Lorsqu'on ne prend pas cette précaution, il se produit souvent des soubresauts violents qui risquent de brisef le ballon, ou des ébuUitions soudaines qui entraînent une partie du liquide dans le réfrigérant.

L'appareil de condensation varie suivant les liquides sur lesquels on opère. Pour les liquides très volatils, dont la condensation demande une large surface réfrigérante, on emploie quelquefois un serpentin de verre ou de métal traversant un vase où circule de l'eau que l'on refroidit au besoin par addition de glace. Mais l'appareil le plus usité est le réfrigérant imaginé par Liebig. 11 se compose de deux tubes concentriques disposés comme le montre la figure 13. Dans l'espace annulaire circule un courant d'eau froide que l'on obtient en reliant par un caoutchouc la tubulure inférieure à un robinet placé sur la canalisation du laboratoire. L'eau qui a circulé sort par la tubulure supérieure et est évacuée par l'intermédiaire d'un caoutchouc.

Le tube intérieur doit être d'un large diamètre et en verre mince, afin d'assurer une bonne condensation. 11 se compose en général d'un tube large auquel on soude un tube de plus

faible diamètre. On façonne en biseau rextrémité de ce dernier, afin de faciliter Fécoulemenl des gouttes. S'il s'agit de liquides neutres et très volatils, éther, alcool, benzène, il y a intérêt à employer un tube de métal, cuivre, plomb ou étain, dont la meilleure conductibilité assure une condensation plus parfaite. Ce tube intérieur est relié à Tappareil distillatoire par rintermédiaire de bouchons de liège ou de caoutchouc, suivant la nature du liquide en expérience. On recueille le liquide condensé à l'autre extrémité, soit en inclinant le récipient, soit en intercalant un tube intermédiaire coudé qui permet de maintenir le récipient vertical.

Parmi toutes les formes de réfrigérants que Ton a proposées, nous devons mentionner le réfrigérant de M. Bidet, à cause de sa grande puissance. La disposition ordinaire s'y trouve renversée, l'eau circulant à l'intérieur du système annulaire et les vapeurs à l'extérieur. La surface réfrigérante se trouve ainsi largement augmentée, et l'action de l'air vient s'ajouter à celle de l'eau.

Le réfrigérantde M. Vigreux possède également une puissance de condensation considérable. Sa disposition générale est la même que celle du réfrigérant de Liebig, mais le tube intérieur porte des enfoncements formant des pointes dirigées vers le centre; il présente l'aspect du tube à distillation fractionnée du môme auteur (voirfig. 17).

Si le point d'ébullition du liquide dépasse 130», on doit rejeter le réfrigérant à eau. Outre qu'il est inutile d'employer dans ce cas une ; réfrigération intense, Tafflux de vapeurs à haute température contre une paroi froide en verre amènerait probablem£nt :1a .rupture de celle-ci. On emploie alors un simple tube mince en verre, d'une longueur de 50 à 60 centimètres ; la réfrigération est opérée par l'air, et elle est très suffisante.

Enfin au-dessus de 200^, pourvu que l'on n*ait pas à distiller des masses trop fortes de liquide, on peut supprimer tout réfrigérant. La condensation s'opère sur les parois du tube abducteur et du récipient.

Dans certains cas, lorsqu'on distille de petites quantités de liquide, on peut, au lieu d'employer un réfrigérant, se servir comme récipient d'un second ballon à distiller (suivant un dispositif analogue à celui de la fig. 14) que Ton refroidit par un filet d'eau continu. Le ballon récipient est alors disposé au-dessus d'un entonnoir dont la douille est munie d'un caoutchouc et qui sert à recueillir et à évacuer Teau de réfrigération.

Distillation sous pression réduite. — Lorsque raction de la chaleur provoque une décomposition du liquide, on peut abaisser notablement la température d'ébuliition en opérant sous pression réduite. Le vide nécessaire est obtenu au moyen de la trompe à eau dont sont pourvus tous les laboratoires possédant une pression d'eau suffisante.

Les vases destinés à tenir le vide doivent naturellement être choisis résistants. Les ballons d'épaisseur moyenne conviennent

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Fig. 13. — Distillation sous pression réduite.

bien pour cet usage; les fioles à fond plat doivent être rejetées, leur forme ne leur donnant pas une résistance suffisante.

On relie la trompe au récipient où se condensent les vapeurs au moyen de caoutchoucs entoiles spéciaux. On intercale entre les deux un manomètre à mercure qui indique la pression existant à rinlérieur de l'appareil.

Les manomètres employés sont de deux sortes. Un simple tube d'un diamètre de 5 à 6 millimètres, plongeant dans un vase contenant du mercure, et placé devant une échelle graduée en millimètres constitue le plus simple des manomètres. II convient dans ses indications de tenir compte de la pression barométrique du moment.

On construit également des manomètres qui indiquent la pression absolue. Analogues au manomètre tronqué des machines pneumatiques, ils sont constitués par un tube recourbé

eu U. Une branche est fermée, l'autre communique avec les appareils. Du mercure remplit toute la branche fermée et une partie de la branche ouverte. Lorsque le vide s'établit, le mercure descend dans la première et monte dans la seconde.

Fig. 14. — Distillation sous pression rcUuiio avec rentrée d'air.

La valeur de la pression est donnée par la distance entre les deux niveaux.

Avec ce dispositif, on doit prendre de minutieuses précautions pour éviter toute introduction d'air ou de liquide volatil dans la branche fermée. Il se forme alors dans celte branche une chambre de vapeur, et les indications de l'appareil n'ont plus aucune valeur.

Les figures 13 et 14 montrent la disposition de deux appareils employés pour distiller sous pression réduite. Dans la pre-

4i MANUEL DE TRAVAUX PRATIQUES DE CHIMIE ORGANIQUE.

mière, le liquide étant assez volatil, on a utilisé un réfrigérant à eau. Dans la seconde, le réfrigérant a été supprimé, le tube abducteur débouche dans un second ballon tubulé relié au manomètre. C'est le cas le plus général.

Qu'il s'agisse de distiller sous la pression normale ou dans le vide, le ballon générateur est chauffé soit dans un bainmarie, soit dans un bain d'huile, soit directement à la flamme d'un brûleur de Bunsen que l'on tient à la main, et que Ton fait tourner de manière à envelopper le ballon tout entier avec la flamme et à éviter les surchauffes locales qui ne manqueraient pas de se produire, surtout avec les liquides un peu huileux, dont Tébullition n'est pas régulière. On facilite l'ébullition dans le premier cas en plaçant dans le liquide des fragments de brique ou de pierre ponce, ou de petits fragments de tubes capillaires de verre. Si l'on distille dans le vide, on pratique une rentrée d'air. Pour cela, on ajuste dans le bouchon du ballon, à côté du thermomètre, un tube de verre portant un prolongement étiré Ji la lampe. Cette partie étirée plonge dans le liquide et doit être assez capillaire pour que la rentrée d'air; suffisante pour agiter le liquide et régulariser l'ébullition, ne diminue sensiblement pas le vide à l'intérieur de l'appareil.

La trompe à eau, presque toujours employée dans la pratique courante des laboratoires, ne permet guère, dans les meilleures circonstances, d'obtenir des pressions inférieures à 10 millimètres de mercure. Bien que ce vide soit suffisant dans la grande majorité des cas, on peut avoir intérêt quelquefois, à distiller sous une pression encore plus basse. Dans ce cas, on utilisera le vide produit par la trompe à mercure.

Ici, des précautions minutieuses seront nécessaires pour assurer l'étanchéité de l'appareil qui devra être construit si possible entièrement en verre soudé ou tout au moins soigneusement mastiqué. Bien entendu, il ne saurait être alors question de rentrée d'air, et Tébullition du liquide sera plus pénible. On remédiera autant que possible à cet inconvénient en plaçant dans le ballon une quantité assez notable de rognures de platine ou de fragments de verre.

On peut éviter l'emploi de la trompe à mercure en utilisant pour obtenir des vides élevés, l'artifice proposé par Erdmann< et qui consiste à remplir tout l'appareil de gaz carbonique pur puis à condenser celui-ci dans une petite ampoule, au moyen de l'air liquide. Le vide ainsi obtenu peut atteindre mm, 05. MM. E. Fischer et Harries * ont décrit un appareil dans lequel

\. D. Chem. G., 36, 3456.