Synthèse d’espèces chimiques – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges

Synthèse d’espèces chimiques – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges

  • Quel est le principe d’une synthèse chimique ?
  • La synthèse chimique d’une espèce existant dans la nature ?
  • La synthèse chimique d’une espèce n’existant pas dans la nature ?

Qu’est-ce qu’une synthèse chimique ?

Une synthèse chimique est l’obtention d’un composé chimique faisant intervenir au moins une

transformation chimique. Les synthèses chimiques sont souvent utilisées à l’échelle industrielle pour produire des substances que l’on retrouve dans les médicaments, l’alimentation, les tissus, les produits d’hygiène et d’entretien, dans les produits de beauté etc. Pour réaliser une synthèse il faut suivre un protocole (aussi appelé mode opératoire) Celui-ci indique:

ü  Les consignes à suivre

ü  Les opérations à effectuer

ü  Le matériel à utiliser

ü  Les composés chimiques à utiliser ainsi que leur quantité.

Toutes les opérations décrites dans un protocole doivent être suivies en respectant les règles de sécurités

habituelles concernant les produits chimiques.

I. Synthèse d’une espèce chimique existant dans la nature :

1. Expérience: synthèse de l’arôme de banane.

Dans un tube à essais, introduire :

  • 2 ml d’acide acétique pur,
  • 2 ml d’alcool iso amylique,
  • Quelques gouttes d’acide sulfurique concentré.

Munir le tube à essais d’un réfrigérant à air (long tube fin) et le laisser dans de l’eau très chaude (environ 90 °C) pendant 15 min.

Après refroidissement, verser le contenu du tube à essais dans un verre à pied contenant de l’eau très salée. Agiter puis laisser décanter. Le liquide qui surnage est l’arôme de banane : c’est l’acétate d’isoamyle.

Extraire une espèce chimique d’un arbre, d’une plante, d’une fleur coûte relativement cher, demande des moyens importants et produit de faibles quantités.

Synthétiser une espèce chimique présente dans la nature permet d’en abaisser le coût, et d‘augmenter sa disponibilité auprès du consommateur.

 

II. Synthèse d’une espèce chimique n’existant pas dans la nature.

1. la synthèse du nylon :

Le nylon est le nom d’une matière plastique utilisée comme fibre textile ; il fut inventé le 28 février 1935 par Wallace Carothers qui travaillait alors chez DuPont, une entreprise de chimie américaine. Il est obtenu par synthèse chimique.
Il fut pour la première fois commercialisée en 1938 avec un premier produit, une brosse à dent dont les poils étaient en nylon.
En 1940 sortait un produit qui allait marquer l’histoire du nylon, les bas pour femme.
Il sert pour les doublures, les blouses, les tabliers, les vêtements de sport, les imperméables, les jupes, les chemises plissées, la lingerie, les bas, les collants, les chaussettes, les sous-pulls, les maillots de bain.
Outre ses applications dans le domaine des industries textiles, ce matériau est également utilisé sous forme massive pour réaliser des pièces mécaniques (en particulier l’industrie automobile). On peut alors le mouler à chaud (il fait partie des thermoplastiques).

Expérience :

Verse, dans un bécher, 10 mL de chlorure de sebaçoyle en solution dans de l’heptane.

Ajoute lentement 10 mL d’hexanediamine en solution aqueuse

Attention : L’hexanediamine est corrosif pur et irritant dilué. Aussi il convient de se munir de gants et de lunettes.

Tire lentement, avec un petit crochet, le voile de nylon qui se forme à la surface de séparation des deux liquides

Observation

  • Les solutions contenant les réactifs ne sont pas miscibles.
  • Une nouvelle espèce chimique se forme à la surface de séparation des deux solutions.

Interprétation

  • Le chlorure de sébaçoyle et l’hexanediamine ne peuvent entrer en contact et réagir qu’à la surface de séparation des deux solutions puisque celles-ci ne sont pas miscibles.
  • Une transformation chimique a lieu, car on obtient une nouvelle espèce chimique : le nylon. Le nylon est une fibre artificielle qui n’existe pas dans la nature. C’est une matière plastique.

 

Conclusion

  • Le nylon est une fibre artificielle : on ne la trouve pas dans la nature. On la synthétise par réaction entre deux réactifs : le chlorure de sebaçoyle et l’hexanediamine.
  • La synthèse de molécules artificielles permet de créer des matériaux plus performants ou des médicaments plus actifs pour l’amélioration de notre confort.
  • Le nylon, comme toute matière plastique, est formé de molécules comportant un très grand nombre d’atomes, appelées macro molécules

Pourquoi synthétiser une espèce chimique n’existant pas dans la nature ?

La synthèse d’espèces chimiques n’existant pas dans la nature permet d’améliorer les conditions de vie.

2. Synthèse de la galalithe :

En 1889 : un chimiste français, Jean-Jacques Trillat, travaillant sur la caséine du lait, réussit à la durcir et obtient la Galalithe ou « pierre de lait », première matière plastique de synthèse. Cette matière est plus dure que la corne, plus brillante que l’os et plus soyeuse au toucher que l’ivoire. Bientôt toutes les boules de billard seront en galalithe. En 1918, commence la fabrication d’articles courants, comme le bouton, le bijou fantaisie, le fume-cigarette ou encore le stylo.

Matière de synthèse ancêtre du plastique, fabriquée  à partir de caséine de lait et de formol, la galalithe, trop chère, a disparu au profit du plastique… ou presque ! Vous pouvez fabriquer vos propres objets en galalithe.

Protocole expérimental :

Étape 1 :

Introduire 100 mL de lait dans un récipient en verre et faire chauffer surveillant.

Avant l’ébullition, ajouter 10 mL de vinaigre.

Étape 2 :

On obtient alors un mélange solide. (Remarque : on peut donner de la couleur à ce solide en ajoutant

quelques gouttes d’encre ou un colorant)

Étape 3 :

Laisser refroidir le mélange réactionnel quelques minutes. Observer ce qui se produit dans le mélange réactionnel.

Étape 4 :

Filtrer le mélange à l’aide d’un chiffon  afin d’obtenir une pâte malléable, en faire une boule ou lui donner une

forme selon son envie, la mettre à sécher. Elle durcit en 24 heures environ.

 



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