Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes
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Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes. Gérard COTE UMR ENSCP & CNRS n°7575 Paris, France ([email protected]). Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes. Diversité des systèmes - eau / diluant organique

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Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

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Presentation Transcript


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Gérard COTE

UMR ENSCP & CNRS n°7575

Paris, France

([email protected])


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

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 d’équilibres

- organisation des phases


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

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


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

SYSTEME LIQUIDE-LIQUIDE CLASSIQUE

K

[HL]

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.


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

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


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

Pour une phase riche en

surfactant donnée, le système

se comporte comme un

système diphasé simple :

K(Ph) ≈ 35.

Mais ….

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

EXTRACTION PAR POINT DE TROUBLE (CPE)

  • 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 : VSRP ; Dsolute ; R%  constant)

  • - etc.


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

Le volume de la phase riche

en surfactant varie beaucoup

avec la surchauffe …

Sa teneur en eau également.

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

D passe par un maximum lorsque T augmente

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341


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Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

c = constant

2 =solute hydrogen-bond acidity

2 = solute hydrogen-bond basicity

2 = solute dipolarity/polarizability

R2 = solute excess molar refraction

Vx = McGowan characteristic volume (hydrophobicity)

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341


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Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction des phénols (dépollution)

K. Materna, I. Milosz, I. Miesac, G. Cote, J. Szymanowski, Environ. Sci. & Technol., 2001, 35, 2341

Pour modéliser l’extraction des phénols (d’un 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)


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction de l’eau et de l’acide nitrique par le TBP

Exemples : HNO3.TBP; HNO3.H2O.2TBP


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction de l’eau et de l’acide nitrique par le TBP

Approche de Sergievskii-Dannus

: degré moyen de solubilisation

L’eau est dissoute en phase organique selon deux mécanismes :

- la formation de solvates :

- le phénomène de solubilisation


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction de l’eau et de l’acide nitrique par le TBP

Une extension du concept précédent

L’acide 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


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes

Exemple de l’extraction de l’eau et de l’acide nitrique par le TBP

Les données suivantes permettent une bonne modélisation des courbes expérimentales :

Constantes d’extraction

Paramètres de solubilisation


Diversit des donn es acqu rir pour mod liser les syst mes complexes

Diversité des données à acquérir pour modéliser les systèmes complexes


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