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Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Gérard COTE UMR ENSCP & CNRS n°7575 Paris, France

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Présentation au sujet: "Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Gérard COTE UMR ENSCP & CNRS n°7575 Paris, France"— Transcription de la présentation:

1 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Gérard COTE UMR ENSCP & CNRS n°7575 Paris, France

2 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Diversité des systèmes - eau / diluant organique - systèmes aqueux / aqueux ; systèmes à point de trouble - sels fondus ; liquides ioniques basse température - fluides supercritiques - etc. Complexité des systèmes - multitude déquilibres - organisation des phases

3 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Evolution des besoins Nouvelles données pour des systèmes conceptuellement connus (formation de complexes, précipités, redox, etc.) Nouveaux concepts pour de nouvelles réalités Nouvelles données pour de nouveaux concepts

4 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) [HL] K K(25°C) = 0,13 (eau/n-hexane); 39,6 (eau/n-octanol), etc. Pour un diluant donné, la connaissance de K et de pKa suffit à modéliser le système, même si la température et la force ionique sont des paramètres à prendre en compte. SYSTEME LIQUIDE-LIQUIDE CLASSIQUE

5 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes EXTRACTION PAR POINT DE TROUBLE (CPE) The cloud point phenomenon When a micellar solution of a nonionic or zwitterionic surfactant is heated above a given temperature, it splits into two liquid phases : - an almost micelle-free dilute solution of the nonionic surfactant - a surfactant-rich phase

6 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341

7 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341 Pour une phase riche en surfactant donnée, le système se comporte comme un système diphasé simple : K(Ph) 35. Mais ….

8 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Many parameters influence the properties of the surfactant- rich phase (SRP) : - The nature of the surfactant (CP temperature, SRP structure, etc.) - The presence of electrolyte (salting-out and salting-in effects) - The presence of solutes (CP temperature) - The overheating (T : V SRP ; D solute ; R% constant) - etc. EXTRACTION PAR POINT DE TROUBLE (CPE)

9 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341 Le volume de la phase riche en surfactant varie beaucoup avec la surchauffe … Sa teneur en eau également.

10 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341 D passe par un maximum lorsque T augmente

11 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341 c = constant 2 =solute hydrogen-bond acidity 2 = solute hydrogen-bond basicity 2 = solute dipolarity/polarizability R 2 = solute excess molar refraction V x = McGowan characteristic volume (hydrophobicity)

12 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341

13 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction des phénols (dépollution) K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341 Pour modéliser lextraction des phénols (dun soluté en général) dans un système à point de trouble, il ne suffit pas de connaître K et pKa, car les caractéristiques de la phase riche en surfactant varient beaucoup avec les conditions expérimentales (notamment selon la surchauffe)

14 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction de leau et de lacide nitrique par le TBP Exemples : HNO 3.TBP; HNO 3.H 2 O.2TBP

15 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction de leau et de lacide nitrique par le TBP Approche de Sergievskii-Dannus : degré moyen de solubilisation Leau est dissoute en phase organique selon deux mécanismes : - la formation de solvates : - le phénomène de solubilisation

16 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction de leau et de lacide nitrique par le TBP Une extension du concept précédent Lacide nitrique peut aussi être dissout en phase organique selon deux mécanismes : - la formation de solvates : - un phénomène de solubilisation F. MEZE, Thèse de doctorat, Université Paris VI, 06/02/04

17 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes Exemple de lextraction de leau et de lacide nitrique par le TBP Les données suivantes permettent une bonne modélisation des courbes expérimentales : Constantes dextractionParamètres de solubilisation

18 Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

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