Mini golf étape 12

La décantation

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Comment séparer des constituants d'un mélange ?
Reportons nous aux manuels de physique chimie :

La décantation est l’effet de séparation, sous l’effet de la gravitation, de plusieurs phases non-miscibles dont l’une au moins est liquide ou gazeuse¹.

On peut ainsi séparer soit plusieurs liquides non-miscibles de densités différentes, soit des solides insolubles en suspension dans un liquide ou un gaz (le principe peut s’appliquer au traitement de l’air : les pots à poussière des hauts fourneaux fonctionnent suivant ce principe).

Le terme de sédimentation est utilisé quand le liquide chargé n'est soumis qu'à l'action de la pesanteur, notamment en milieu naturel.

Schéma d’une décantation avec deux liquides séparés. En ouvrant le robinet on récupère le liquide 2 puis le liquide 1.

Séparation de liquides

Lorsque deux liquides ne sont pas miscibles, comme l’huile et l’eau, il suffit de laisser reposer le mélange pour que le liquide le plus dense se place en dessous du liquide le moins dense, et qu’apparaisse une surface de séparation horizontale entre les deux liquides (voir image ci-jointe).

Dans les laboratoires de chimie ou de biologie on utilise couramment ce procédé lors des extractions liquide-liquide impliquant une phase aqueuse et une phase organique. On utilise alors une ampoule à décanter pour séparer les deux phases.

Décantation de matières solides

Bassin de décantation du regard n°1 de l’aqueduc Médicis (Rungis, France)

Si un liquide contenant des particules en suspension est laissé au repos, les particules tombent vers le fond ou remontent à la surface selon leur densité et leur diamètre, sous l'action combinée de leur poids et de la poussée d’Archimède.

Le liquide est appelé couramment « surnageant », alors les particules solides qui se sont déposées au fond du récipient constituent le « dépôt ».

Cette technique de séparation est surtout utilisée en bassin de décantation pour le traitement des eaux usées : désablage, déshuilage, récupération des boues… ce qui peut poser des problèmes d’environnement quand ils contiennent des composés toxiques et qu’ils sont accessibles aux oiseaux aquatiques qui les confondent avec des milieux naturels. Une étude récente a montré que les oiseaux (dont espèces-gibier) qui se posent sur les bassins de décantation de l’industrie du charbon pollués par de l’arsenic (As), du sélénium (Se) et du mercure (Hg) – après un séjour de 3 à 92 jours – n’ont pas bioaccumulé l’arsenic et le mercure, mais que leurs tissus musculaires, hépatiques et sanguins ont accumulé du sélénium durant la période d’exposition².

Les limites de la décantation

Lorsque la décantation est difficile ou lorsque l’on veut accélérer le processus on peut utiliser la centrifugation qui utilise la force centrifuge au lieu de la gravitation.

Un mélange liquide qui ne décante pas, bien que composé de liquides non miscibles ou de solides insolubles, s’appelle un colloïde. Par exemple dans le lait pasteurisé, contrairement au lait frais, la crème ne surnage pas sur le lait. Les particules de gras trop fines sont émulsionnées. Souvent la centrifugation suffisamment poussée permettra tout de même de forcer la décantation.

Après la décantation : la séparation par filtration

La filtration est un procédé de séparation permettant de séparer les constituants d’un mélange qui possède une phase liquide et une phase solide au travers d’un milieu poreux.

L’utilisation d’un filtre permet de retenir les particules du mélange hétérogène qui sont plus grosses que les trous du filtre (porosité). Le liquide ayant subi la filtration est nommé filtrat ou perméat, tandis que la fraction retenue par le filtre est nommé résidu, rétentat ou gâteau.

La filtration peut aussi désigner le phénomène passif d’épuration naturelle ou de diminution de la turbidité qui se produit quand l’eau pénètre un lit de sable ou de sédiment pour rejoindre la nappe.

La filtration est une technique très utilisée dans le domaine de l’agroalimentaire, de la chimie, de la pharmacie et par de nombreuses espèces animales, principalement aquatiques. Chez les animaux filtreurs (éponges, bivalves…), c’est un mode actif d’alimentation. Le rein assure également une fonction de filtration.

• Énigme :

Énigme 4 : Sergius confie à son ami la première partie des informations : le trésor se trouve dans un village, dont le nom est proche de celui de la chèvre, capra, en latin, retrouve-le sur la carte sachant qu'il est au sud ouest du Pont du Gard. Dans le village, ils doivent se rendre au début du chemin des Romains.

Sergius révèle à Marcus également le montant de sa solde de retraité à la Colonia Nemausus, elle est de 1400 sesterces. Il aimerait bien que le montant du trésor soit supérieur à cette solde

Sachant qu'un sesterce vaut à cette époque 1.5 €, calcule le montant du trésor, il faut savoir qu'un légionnaire perçoit par an 1000 sesterces, c'est donc une bonne retraite pour l'époque !

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