Synthèse d'espèces chimiques
Cours · physique-chimie (Tronc Commun Sciences, Maroc), chapitre 8 · Maroc, Tronc Commun Sciences · le début du chapitre, la suite sur Adloun
La nature offre une grande variété d'espèces chimiques : arômes des fruits, colorants des fleurs, principes actifs des plantes. Mais ces espèces sont parfois rares, coûteuses à extraire ou présentes en trop faible quantité. Le chimiste sait alors les fabriquer au laboratoire ou en usine : c'est la synthèse. Ce chapitre explique pourquoi et comment on synthétise une espèce chimique, et détaille le matériel et les étapes d'une synthèse, du chauffage à reflux jusqu'à l'identification du produit obtenu.
8.1 Pourquoi synthétiser une espèce chimique ?
La synthèse d'une espèce chimique est sa fabrication au laboratoire ou dans l'industrie, à partir d'autres espèces appelées réactifs, au cours d'une ou plusieurs transformations chimiques.
Propriété : Les raisons d'une synthèse
On réalise la synthèse d'une espèce chimique pour plusieurs raisons :
- reproduire une espèce naturelle que la nature fournit en trop petite quantité (parfum, médicament, arôme) ;
- créer des espèces artificielles qui n'existent pas dans la nature (matières plastiques, médicaments nouveaux, colorants de synthèse) ;
- répondre à un problème de coût : la synthèse est souvent bien moins chère que l'extraction à partir de la matière première ;
- répondre à un problème de disponibilité : on peut produire en grande quantité une espèce rare ou difficile à récolter.
Une espèce synthétisée est identique à l'espèce naturelle correspondante : elle possède les mêmes molécules, donc les mêmes propriétés. La vanilline synthétisée et la vanilline extraite de la gousse de vanille sont une seule et même espèce chimique.
8.2 Le principe d'une synthèse
Synthétiser une espèce, c'est provoquer une transformation chimique au cours de laquelle des réactifs se transforment en produits, parmi lesquels figure l'espèce recherchée. On écrit cette transformation par une équation de réaction.
L'acide éthanoïque et l'éthanol réagissent pour donner l'éthanoate d'éthyle, un ester à l'odeur de vernis et de fruit :
Beaucoup de réactions de synthèse sont lentes à température ambiante. Pour les rendre plus rapides, on agit sur les facteurs cinétiques : on chauffe le mélange et on augmente la concentration des réactifs. Le chauffage est le moyen le plus courant.
8.3 Le montage de chauffage à reflux
Le chauffage à reflux est un montage qui permet de chauffer un mélange réactionnel pour accélérer la réaction, sans perdre de matière. Les vapeurs formées par l'ébullition sont refroidies puis retombent (reflux) dans le ballon.
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