LES LIQUIDES IONIQUES & LE D2EHPA/TBP DANS L’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE DE Zn(II), Cd(II) & Hg(II)
Des informations générales:
Le niveau |
Doctorat |
Titre |
LES LIQUIDES IONIQUES & LE D2EHPA/TBP DANS L’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE DE Zn(II), Cd(II) & Hg(II) |
SPECIALITE |
Chimie Analytique & Environnement |
Page de garde:
Sommaire:
INTRODUCTION GENERALE
PARTIE A: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I: LES LIQUIDES IONIQUES: PROPRIETES, SYNTHESE ET APPLICATIONS
I.1. INTRODUCTION
I.2. GENERALITES SUR LES LIQUIDES IONIQUES
1.2.1. Historique
1.2.2. Structure des liquides ioniques
I.2. PROPRIETES PHYSICOCHIMIQUES DES LIQUIDES IONIQUES
1.2.1. Stabilité thermique et point de fusion
I.2.2. Densité et Viscosité
I.2.3. Solubilité
a- Solubilité dans l’eau
b-Solubilité dans les solvants organiques
I.2.4. Stabilité chimique
I.2.5. Toxicité et biodégradabilité
I.2.6. Propriétés spécifiques pour le traitement par extraction
1.3. SYNTHESE DES LIQUIDES IONIQUES
1.3.1. Réaction de quaternisation du noyau imidazole
1.3.2. Réaction d’échange de l’anion
I.3.3. Purification et pureté des LI
I.4. APPLICATION DES LIQUIDES IONIQUES
I.4.1. Applications en électrochimie
I.4.2. Applications en synthèse organique et en catalyse
1.4.3. Applications dans le domaine des procédés de séparation
1.4.3.1. Extraction liquide-liquide
1.5. CONCLUSION
1.6. REFERENCES
CHAPITRE II: APERÇU SUR LE PROCEDE D’EXTRACTION LIQUIDE- LIQUIDE. LES EXTRACTANTS
II.1. INTRODUCTION
II.2. DEFINITIONS
II.2.1. Procédé d’extraction
II.2.2. Déséxtraction
II.2.3. L’extractant
II.2.4. Solvant (diluant)
II.2.5. Raffinat
II.2.6. Extrait
II.3. PRINCIPE DE L’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE
II.4. EVALUATION D’UNE EXTRACTION LIQUIDE – LIQUIDE
II.4.1. Coefficient de distribution
II.4.3. Rendement ou efficacité de l’extraction
II.4.4. Facteur de séparation
II.5. DIFFERENTS TYPES D’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE
II.5.1. Simple équilibre
II.5.2. Extraction multiple
II.6.1. Extraction par solvatation
II.6.2. Extraction par échange cationique
II.6.3. Extraction par échange anionionique
II.6.4. Extraction par chélation
II.7. SYNERGISME ET ANTAGONISME
II.8.CARACTERISTIQUES ET CONTRAINTES D’UN SYSTEME INDUSTRIEL
II.9. APPLICATION DE L’EXTRACTION LIQUIDE – LIQUIDE
II. 10.1. Les extractants organophosphorés
II.10.1.1. Généralités
II.10.1.2. Revue sur l’acide di (2-éthylhexyl) phosphorique (D2EHPA)
II.10.1.2.1. Introduction
II.10.1.2.2. Propriétés physico-chimiques
II.10.1.2.3. Comportement du D2EHPA dans les solvants
II.10.1.2.4. Applications
II.10.1.3. Aperçu sur le tributylphosphate (TBP)
II.10.1.3.1. Généralités
II.10.1.3.2. Propriétés physico-chimiques
II. 10.2. Les amines quaternaires
II.10.2.1. Propriétés
II.10.2.2. Ions ammonium quaternaires dans les réactions par transfert de
phase
II.10.2.3. Aliquat 336
II.10.2.3.1. Propriétés physico chimiques
II.10.2.3.2. Applications
II.11. CONCLUSION
II.12. REFERENCES
CHAPITRE III: POLLUTION DE L’EAU PAR LES METAUX LOURDS
III.1. INTRODUCTION
III.2. LA POLLUTION CHIMIQUE DE L’EAU
III.2.1. Différents types de polluants chimiques
III.3. LA POLLUTION DE L’EAU PAR LES METAUX LOURDS
III.3.1. Définition
III.3.2. Origine des métaux lourds
III.3.3. Contamination de l’eau
III.3.4. La pollution au cadmium
III.3.4.1. Généralités
III.3.4.2. Utilisation
III.3.4.3. Les sources de pollution
III.3.4.4. Effet sur la santé
III.3.5. La pollution au zinc
III.3.5.1. Généralités
III.3.5.2. Propriétés physico-chimiques
III.3.5.3. Etat naturel et préparation
III.3.5.4. Le zinc dans la nutrition humaine – déficit en zinc et toxicité
III.3.6. La pollution au mercure
III.3.6.1. Généralités
III.3.6.2. Toxicité
III.3.6.3. Effet sur la santé humaine
III.3.6.4. Transferts du mercure aux interfaces des environnements
aquatiques
III.3.6.4.1 Transferts eau/atmosphère
III.3.6.4.2 Transferts eau/sédiment
III.3.6.5. Utilisation
III.4. CONCLUSION
III.5. REFERENCES
PARTIE B: ETUDE EXPERIMENTALE
I. INTRODUCTION
II. REACTIFS ET APPAREILS UTILISES
II.1. Réactifs utilisés
II.2. Appareils et instruments utilisés
III. SYNTHESE ET CARACTERISATION
III.1. Synthèse et caractérisation des liquides ioniques de type imidazolium
III.1.1. Synthèse et caractérisation de phosphate de 1-méthyl- imidazolium di (2-éthylhexyl) « ([MIm*][D2EHP ́] »
III.1.1.1. Procédé de synthèse
III.1.1.2. Caractérisation
di (2-éthylhexyl) « ([BIm*][D2EHP ̄ ] »
III.1.2. Synthèse et caractérisation de phosphate de 1-butyl-imidazolium
III.1.2.1. Procédé de synthèse
III.1.2.2. Caractérisation
III.2. Synthèse des liquides ioniques de type ammonium
III.2.1. Synthèse de thiocyanate trioctylméthyl ammonium (R3CH3N* SCN)
III.2.1.1. Procédé de synthèse
III.2.1.2. Caractérisation
III.2.2. Synthèse de l’hydrogénophosphate trioctylméthyl ammonium (R3CH3N* H2PO4)
III.2.2.1. Procédé de synthèse
III.2.2.2. Caractérisation
IV. PROCEDE D’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE
IV.1. Introduction
IV.2. Procédure d’extraction
IV.3. Extraction liquide-liquide du Zn(II) par le D2EHPA
IV.3.1. Cinétique d’extraction
IV.3.2. Effet du rapport volumique
IV.3.3. Effet du rapport molaire Q
IV.3.4. Effet de la concentration en extractant
IV.3.5. Effet du pH
IV.3.6. Effet de l’ajout d’acide acétique
IV.3.7. Effet de la force ionique
IV.4. Extraction du zinc (II) par le mélange « D2EHPA – TBP »
IV.5. Etude comparative sur l’extraction liquide-liquide du Cd(II) en milieu iodure par ([MIm*][D2EHP ́]) et ([BIm*][D2EHP ̄ ])
IV.5.1. Etude cinétique
IV.5.2. Effet du rapport volumique
IV.5.3. Effet du pH initial de la phase aqueuse
IV.5.4. Effet de la concentration initiale du liquide ionique
IV.5.5. Effet de la force ionique
IV.6. Etude comparative de l’extraction liquide-liquide du Hg(II) en milieu chlorure par ([MIm*][ D2EHP ́]) et ([BIm*][ D2EHP’])
IV.6.1. Etude cinétique
IV.6.2. Effet du rapport volumique
IV.6.3. Effet du pH initial de la phase aqueuse
IV.6.4. Effet de la concentration initiale du liquide ionique
IV.6.5. Effet de la force ionique
IV.6.6. Effet de la température
IV.7. Etude comparative sur l’extraction liquide-liquide du Cd(II) en milieu nitrate par (R3CH3N* CI), (R3CH3N* SCN) et (R3CH3N* H2PO4)
IV.7.1. Le temps d’agitation
IV.7.2. pH initial de la phase aqueuse
IV.7.3. Effet de la concentration en extractant
IV.7.4. Effet de rapport molaire Q
IV.7.5. Effet de la force ionique
IV.7.6. Effet de la température
IV.7.7. Effet de HNO3 sur la récupération du Cd(II) à partir de la phase organique (désextraction)
V. METHODES D’ANALYSE QUANTITATIVE
V.1. Méthode de dosage par spectrophotométrie d’absorption atomique
V.2. Méthode de dosage par spectrophotométrie UV-Visible
V.2.1. Analyse quantitative du Cd(II) en milieu iodure en utilisant le PAN comme agent complexant
V.2.2. Analyse quantitative du Hg(II) en milieu chlorure en utilisant le PAN comme agent complexant
V.2.2. Analyse quantitative du Cd(II) en milieu nitrate en utilisant le PAR comme agent complexant
VI. REFERENCES
PARTIE C: RESULTATS & DISCUSSION
INTRODUCTION
I. EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE DU ZINC(II) EN MILIEU ACETATE
PAR LE D2EHPA & LE « D2EHPA + TBP »
I.1 Extraction liquide -liquide du zinc(II) en milieu acétate par le D2EHPA
I.1.1.Cinétique d’extraction
I.1.2.Effet du rapport volumique
I.1.3.Effet du rapport molaire
I.1.4.Effet de la concentration initiale du Zn(II)
I.1.5.Influence de la concentration en extractant
I.1.6.Effet du pH
I.1.7.Etude de la réaction d’extraction
I.1.8.Effet de l’ajout d’acide acétique
I.1.9.Effet de l’ajout de l’acétate de sodium
I.2.Extraction du zinc (II) par le mélange « D2EHPA – TBP »
1.3.Conclusion
PARTIE A: ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
CHAPITRE I: LES LIQUIDES IONIQUES: PROPRIETES, SYNTHESE ET APPLICATIONS
I.1. INTRODUCTION
I.2. GENERALITES SUR LES LIQUIDES IONIQUES
1.2.1. Historique
1.2.2. Structure des liquides ioniques
I.2. PROPRIETES PHYSICOCHIMIQUES DES LIQUIDES IONIQUES
1.2.1. Stabilité thermique et point de fusion
I.2.2. Densité et Viscosité
I.2.3. Solubilité
a- Solubilité dans l’eau
b-Solubilité dans les solvants organiques
I.2.4. Stabilité chimique
I.2.5. Toxicité et biodégradabilité
I.2.6. Propriétés spécifiques pour le traitement par extraction
1.3. SYNTHESE DES LIQUIDES IONIQUES
1.3.1. Réaction de quaternisation du noyau imidazole
1.3.2. Réaction d’échange de l’anion
I.3.3. Purification et pureté des LI
I.4. APPLICATION DES LIQUIDES IONIQUES
I.4.1. Applications en électrochimie
I.4.2. Applications en synthèse organique et en catalyse
1.4.3. Applications dans le domaine des procédés de séparation
1.4.3.1. Extraction liquide-liquide
1.5. CONCLUSION
1.6. REFERENCES
CHAPITRE II: APERÇU SUR LE PROCEDE D’EXTRACTION LIQUIDE- LIQUIDE. LES EXTRACTANTS
II.1. INTRODUCTION
II.2. DEFINITIONS
II.2.1. Procédé d’extraction
II.2.2. Déséxtraction
II.2.3. L’extractant
II.2.4. Solvant (diluant)
II.2.5. Raffinat
II.2.6. Extrait
II.3. PRINCIPE DE L’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE
II.4. EVALUATION D’UNE EXTRACTION LIQUIDE – LIQUIDE
II.4.1. Coefficient de distribution
II.4.3. Rendement ou efficacité de l’extraction
II.4.4. Facteur de séparation
II.5. DIFFERENTS TYPES D’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE
II.5.1. Simple équilibre
II.5.2. Extraction multiple
II.6.1. Extraction par solvatation
II.6.2. Extraction par échange cationique
II.6.3. Extraction par échange anionionique
II.6.4. Extraction par chélation
II.7. SYNERGISME ET ANTAGONISME
II.8.CARACTERISTIQUES ET CONTRAINTES D’UN SYSTEME INDUSTRIEL
II.9. APPLICATION DE L’EXTRACTION LIQUIDE – LIQUIDE
II. 10.1. Les extractants organophosphorés
II.10.1.1. Généralités
II.10.1.2. Revue sur l’acide di (2-éthylhexyl) phosphorique (D2EHPA)
II.10.1.2.1. Introduction
II.10.1.2.2. Propriétés physico-chimiques
II.10.1.2.3. Comportement du D2EHPA dans les solvants
II.10.1.2.4. Applications
II.10.1.3. Aperçu sur le tributylphosphate (TBP)
II.10.1.3.1. Généralités
II.10.1.3.2. Propriétés physico-chimiques
II. 10.2. Les amines quaternaires
II.10.2.1. Propriétés
II.10.2.2. Ions ammonium quaternaires dans les réactions par transfert de
phase
II.10.2.3. Aliquat 336
II.10.2.3.1. Propriétés physico chimiques
II.10.2.3.2. Applications
II.11. CONCLUSION
II.12. REFERENCES
CHAPITRE III: POLLUTION DE L’EAU PAR LES METAUX LOURDS
III.1. INTRODUCTION
III.2. LA POLLUTION CHIMIQUE DE L’EAU
III.2.1. Différents types de polluants chimiques
III.3. LA POLLUTION DE L’EAU PAR LES METAUX LOURDS
III.3.1. Définition
III.3.2. Origine des métaux lourds
III.3.3. Contamination de l’eau
III.3.4. La pollution au cadmium
III.3.4.1. Généralités
III.3.4.2. Utilisation
III.3.4.3. Les sources de pollution
III.3.4.4. Effet sur la santé
III.3.5. La pollution au zinc
III.3.5.1. Généralités
III.3.5.2. Propriétés physico-chimiques
III.3.5.3. Etat naturel et préparation
III.3.5.4. Le zinc dans la nutrition humaine – déficit en zinc et toxicité
III.3.6. La pollution au mercure
III.3.6.1. Généralités
III.3.6.2. Toxicité
III.3.6.3. Effet sur la santé humaine
III.3.6.4. Transferts du mercure aux interfaces des environnements
aquatiques
III.3.6.4.1 Transferts eau/atmosphère
III.3.6.4.2 Transferts eau/sédiment
III.3.6.5. Utilisation
III.4. CONCLUSION
III.5. REFERENCES
PARTIE B: ETUDE EXPERIMENTALE
I. INTRODUCTION
II. REACTIFS ET APPAREILS UTILISES
II.1. Réactifs utilisés
II.2. Appareils et instruments utilisés
III. SYNTHESE ET CARACTERISATION
III.1. Synthèse et caractérisation des liquides ioniques de type imidazolium
III.1.1. Synthèse et caractérisation de phosphate de 1-méthyl- imidazolium di (2-éthylhexyl) « ([MIm*][D2EHP ́] »
III.1.1.1. Procédé de synthèse
III.1.1.2. Caractérisation
di (2-éthylhexyl) « ([BIm*][D2EHP ̄ ] »
III.1.2. Synthèse et caractérisation de phosphate de 1-butyl-imidazolium
III.1.2.1. Procédé de synthèse
III.1.2.2. Caractérisation
III.2. Synthèse des liquides ioniques de type ammonium
III.2.1. Synthèse de thiocyanate trioctylméthyl ammonium (R3CH3N* SCN)
III.2.1.1. Procédé de synthèse
III.2.1.2. Caractérisation
III.2.2. Synthèse de l’hydrogénophosphate trioctylméthyl ammonium (R3CH3N* H2PO4)
III.2.2.1. Procédé de synthèse
III.2.2.2. Caractérisation
IV. PROCEDE D’EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE
IV.1. Introduction
IV.2. Procédure d’extraction
IV.3. Extraction liquide-liquide du Zn(II) par le D2EHPA
IV.3.1. Cinétique d’extraction
IV.3.2. Effet du rapport volumique
IV.3.3. Effet du rapport molaire Q
IV.3.4. Effet de la concentration en extractant
IV.3.5. Effet du pH
IV.3.6. Effet de l’ajout d’acide acétique
IV.3.7. Effet de la force ionique
IV.4. Extraction du zinc (II) par le mélange « D2EHPA – TBP »
IV.5. Etude comparative sur l’extraction liquide-liquide du Cd(II) en milieu iodure par ([MIm*][D2EHP ́]) et ([BIm*][D2EHP ̄ ])
IV.5.1. Etude cinétique
IV.5.2. Effet du rapport volumique
IV.5.3. Effet du pH initial de la phase aqueuse
IV.5.4. Effet de la concentration initiale du liquide ionique
IV.5.5. Effet de la force ionique
IV.6. Etude comparative de l’extraction liquide-liquide du Hg(II) en milieu chlorure par ([MIm*][ D2EHP ́]) et ([BIm*][ D2EHP’])
IV.6.1. Etude cinétique
IV.6.2. Effet du rapport volumique
IV.6.3. Effet du pH initial de la phase aqueuse
IV.6.4. Effet de la concentration initiale du liquide ionique
IV.6.5. Effet de la force ionique
IV.6.6. Effet de la température
IV.7. Etude comparative sur l’extraction liquide-liquide du Cd(II) en milieu nitrate par (R3CH3N* CI), (R3CH3N* SCN) et (R3CH3N* H2PO4)
IV.7.1. Le temps d’agitation
IV.7.2. pH initial de la phase aqueuse
IV.7.3. Effet de la concentration en extractant
IV.7.4. Effet de rapport molaire Q
IV.7.5. Effet de la force ionique
IV.7.6. Effet de la température
IV.7.7. Effet de HNO3 sur la récupération du Cd(II) à partir de la phase organique (désextraction)
V. METHODES D’ANALYSE QUANTITATIVE
V.1. Méthode de dosage par spectrophotométrie d’absorption atomique
V.2. Méthode de dosage par spectrophotométrie UV-Visible
V.2.1. Analyse quantitative du Cd(II) en milieu iodure en utilisant le PAN comme agent complexant
V.2.2. Analyse quantitative du Hg(II) en milieu chlorure en utilisant le PAN comme agent complexant
V.2.2. Analyse quantitative du Cd(II) en milieu nitrate en utilisant le PAR comme agent complexant
VI. REFERENCES
PARTIE C: RESULTATS & DISCUSSION
INTRODUCTION
I. EXTRACTION LIQUIDE-LIQUIDE DU ZINC(II) EN MILIEU ACETATE
PAR LE D2EHPA & LE « D2EHPA + TBP »
I.1 Extraction liquide -liquide du zinc(II) en milieu acétate par le D2EHPA
I.1.1.Cinétique d’extraction
I.1.2.Effet du rapport volumique
I.1.3.Effet du rapport molaire
I.1.4.Effet de la concentration initiale du Zn(II)
I.1.5.Influence de la concentration en extractant
I.1.6.Effet du pH
I.1.7.Etude de la réaction d’extraction
I.1.8.Effet de l’ajout d’acide acétique
I.1.9.Effet de l’ajout de l’acétate de sodium
I.2.Extraction du zinc (II) par le mélange « D2EHPA – TBP »
1.3.Conclusion
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