I) Pourquoi synthétiser des espèces chimiques ?
1) Définition de la synthèse
On appelle synthèse la préparation d’une espèce chimique à
partir d’autres espèces chimiques.
2) les différents types d'industries chimiques
On distingue plusieurs types d'industries chimiques qui
réalisent des synthèses de produits sont:
- la chimie fine ou chimie de spécialité, est une
division de l'industrie chimique qui synthétise des produits répondant à des
besoins très spécifiques et de faible volume
de production ( pesticides, pigments, arômes et cosmétiques)
-
la pharmacie. Environ 30% des principes actifs des médicaments
sont issus de la nature. Il est parfois couteux de les extraire, on les
synthétise en laboratoire. Il
faudrait par exemple abattre 2000
saules par heure pour répondre au besoin d’aspirine dans le monde !!
- la chimie lourde qui fabrique des
produits de base comme la soude (NaOH) le dichlore (Cl2), l'acide chlorhydrique (H+,Cl-)
et des monomères.
II) comment réaliser une synthèse ?
Les trois étapes de la
synthèse sont :
- la transformation des réactifs en produits
- le traitement du milieu réactionnel
- l’identification des produits obtenus
1) étape 1 : la transformation des réactifs en produits
Dans cette étape on mélange
les réactifs qui sont les espèces
chimiques à faire réagir pour obtenir le produit désiré. Il faut choisir les
quantités de matière de réactifs à introduire dans le réacteur ainsi que les conditions
expérimentales (température, pression, catalyseur, 
solvant…).
solvant…).
Exemple : le chauffage
à reflux,
On verse le mélange réactionnel dans un ballon à fond rond, on porte
le mélange à ébullition, les vapeurs montent dans le réfrigérant (tube en
verre dans lequel circule de l’eau froide). Les réactifs et produits qui se
sont volatilisés repassent sous forme liquide et refluent dans le ballon
(d’ou le nom de montage à reflux).
Autre méthode
de transformation : l’hydrodistillation.
Les
réactifs se trouve en solution aqueuse. Lors du chauffage les molécules d'eau
se vaporisent entrainant le ou les produits de la réaction vers la tète de la
colonne de distillation. Les vapeurs se condensent dans le réfrigérant à eau.
On récupère dans l'erlenmeyer 2 phases:
- une phase organique qui contient les produits à
récupérer
- une phase aqueuse qu'on doit éliminer.
On utilise ce type de montage
pour produire des huiles essentielles comme l'huile
essentielle de rose ou
de lavande.
2) étape 2 : le traitement du mélange réactionnel
Une fois la réaction
terminée il faut séparer et purifier le produit qui nous intéresse du reste
du mélange réactionnel.
-Lorsque l’espèce qui nous intéresse est solide, il faut filtrer le mélange
obtenu avec un filtre Büchner.
Lorsque le mélange est liquide on utilise un solvant particulier dans lequel se
solubilise les espèces non désirées, la séparation du mélange
s ‘effectue dans une ampoule à décanter.
Revoir le chapitre extraction,
séparation identification d’espèces chimiques
3) étape 3 : étape d’identification
Une fois le produit
réalisé, on déterminera par différentes techniques sa pureté. On pourra effectuer
une chromatographie
par exemple.
On pourra utiliser les
propriétés physiques du produit ( aspect , solubilité, températures
d’ébullition et de fusion, densité etc..) pour déterminer sa pureté.
Voir le chapitre extraction,
séparation identification d’espèces chimiques
III) Rappel : masse volumique et densité
La masse volumique p d’une espèce chimique est égale au rapport de sa masse m par le volume V
qu’elle occupe :
Unité légale : m
(kg) ; V (m3) ; 
Exemple : la
masse volumique de l’eau est égale à p (eaux) = 1000 kg/m3. Cela
signifie qu’un volume d’un mètre cube d’eau correspond à une masse m = 1000
kg.
2) densité
La densité d d’un corps solide ou liquide est égale au
rapport de sa masse volumique 
sur celle de l’eau 
:
sur celle de l’eau :
la densité d n’a pas
d’unité car elle est égale à un rapport de même unité.
Exemple : la densité du plomb est d = 11,3.. Sa masse volumique 
est:
est:
synthèse d’une espèce chimique
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5
Oleh
dirassa
