Un azéotrope est un mélange de deux ou plusieurs produits chimiques en solution qui ne peuvent pas être séparés par des procédés de distillation de base car ils partagent un point d’ébullition et un point de vaporisation communs. Lorsqu’un azéotrope est chauffé ou bouilli, les produits chimiques se transforment tous en un état gazeux en quantités égales, et ils sont parfois appelés mélanges à ébullition constante. Les azéotropes peuvent être difficiles à fabriquer car les concentrations de chaque produit chimique doivent être équilibrées avec précision et leur densité, leur point d’ébullition initial et leur tension superficielle doivent se situer dans une plage pouvant être amenée à un niveau d’équilibre dans la solution.
La formation de mélanges azéotropiques est plus susceptible de se produire si les précurseurs chimiques ont des points d’ébullition proches les uns des autres. Les produits chimiques avec des polarités électriques ou des charges ioniques différentes sont également plus susceptibles d’être attirés les uns vers les autres pour former ce type de mélange. Plusieurs types de solvants se joindront naturellement aux azéotropes en raison de ces conditions, et ils doivent donc être soigneusement séparés pendant les processus industriels.
Dans l’industrie, l’azéotrope a de la valeur car il s’agit d’un mélange de produits chimiques en solution et non d’un composé où ces produits chimiques présentent de fortes liaisons moléculaires qui ne sont pas facilement rompues. Cela permet donc de concevoir un azéotrope dont le contenu est constitué d’un produit chimique inflammable et non inflammable qui présente globalement des caractéristiques ininflammables. Étant donné que les produits chimiques ne se séparent pas pendant l’évaporation, les déversements n’entraîneront pas de conditions d’incendie dangereuses.
Les solvants inflammables font souvent partie des mélanges azéotropiques car ils peuvent être utilisés puis le liquide distillé pour récupérer le solvant et laisser les contaminants derrière eux. Le procédé évite les risques d’incendie et de pollution de l’air par le solvant puisqu’il est lié au composant ininflammable de l’azéotrope. L’exemple le plus courant de ce type d’azéotrope de solvant est l’azéotrope binaire éthanol-eau. Normalement, l’eau bout à 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius) et l’éthanol à 172.94 ° Fahrenheit (78.3 ° Celsius), mais dans une concentration de 95 % d’éthanol et de 5 % d’eau, ils bout tous les deux à 172.76 ° Fahrenheit (78.2 ° Celsius) . Ce type de mélange est également appelé azéotrope d’ébullition minimale, en raison du fait que le nouveau point d’ébullition des deux constituants est inférieur à celui qu’il était à l’origine.
Un azéotrope de méthanol commun qui est un mélange de trois produits chimiques, connu sous le nom d’azéotrope ternaire, contient du méthanol, de l’acétonitrite et de l’eau à des concentrations de 52 %, 44 % et 4 %, respectivement. Combinés, ils ont un point d’ébullition compris entre 149° et 158° Fahrenheit (65° à 70° Celsius), qui est le plus proche du point d’ébullition naturel du méthanol à 148.1° Fahrenheit (64.5° Celsius). Ce mélange particulier est utilisé dans le recyclage des solvants et le procédé de laboratoire de chromatographie liquide à haute performance (HPLC).