La synthèse d`une espèce chimique

La synthèse d’une espèce chimique
Depuis le milieu du XIXème siècle, l’homme ne cesse d’améliorer ses techniques et de synthétiser de nouveaux
produits, dans le but d’améliorer son mode de vie et ses performances.
Nous allons donc voir dans l’ensemble ce qu’est une synthèse, les domaines dans lesquels elle est utilisée et
dans quel but on utilise ce procédé chimique.
Petit écart historique : La première synthèse organique a été effectuée en 1828 par le chimiste
Fréderic WOHLER, qui a synthétisé de l’urée à partir de substances minérales.
I- La synthèse et ses domaines d’application
1) Définition
La synthèse est un procédé chimique mettant en jeu une réaction chimique, permettant d’obtenir un ou plusieurs
produits, dont un qui nous intéresse en particulier. Le produit désiré peut soit déjà se trouver à l‘état naturel, soit
n’être obtenu que par voie de synthèse.
2) Domaines d’application
De nos jours, les techniques de synthèse sont très développées et entrent en jeu dans de nombreux domaines de
la vie courante.
Exemples : -Domaine du sport (voiles en KEVLAR, GORE-TEX, nylon, etc.)
-Domaine de la médecine (médicaments, nouvelles molécules, matériaux, etc.)
-Domaine du bâtiment (PVC, etc.)
La chimie de synthèse produit une grande variété d’espèces chimiques, souvent mieux adaptées, plus
performantes et moins coûteuses que celles extraites d’espèces naturelles.
II-Comment réaliser une synthèse ?
Comme pour toute réaction chimique, une réaction de synthèse suit un protocole expérimental, détaillant les
étapes à effectuer, la nature et la quantité des réactifs, le matériel utilisé et les consignes de sécurité à respecter.
La synthèse est constituée de 3 étapes.
1) L’étape de transformation
Elle consiste à faire réagir les différents réactifs en les mettant ensembles dans un réacteur (le ballon). La
réaction peut se faire à température ambiante, mais aussi à forte température si la réaction est lente (en quel cas on
utilise un réfrigérant : on parle de chauffage à reflux).
Certaines réactions, lentes même lorsqu’on chauffe, nécessitent d’être accélérées. On utilise alors un catalyseur.
Lors de l’étape de transformation, les réactifs réagissent pour former un ou plusieurs produits, dont l’espèce
souhaitée.
Reflux par réfrigérant à air :
Reflux par réfrigérant à eau :
2) Séparation et purification
Une fois la réaction finie, on a dans le ballon le produit désiré, mais aussi d’autres espèces chimiques dont on
veut se débarrasser. La récupération du produit de synthèse nécessite donc une étape de séparation, visant à l’isoler.
Il y a deux cas possibles :
-Si le produit obtenu est solide, on effectue une filtration
-Si le produit obtenu est liquide, on effectue une extraction
Le produit obtenu après séparation comportant quelques impuretés, il est nécessaire de passer ensuite par une étape
de purification.
3) Etape d’identification
Une fois qu’on a synthétisé, isolé et purifié le produit voulu, on doit s’assurer qu’on a obtenu la bonne molécule
et qu’elle est totalement pure. Pour cela, on compare les propriétés physiques de notre produit avec un son
équivalent industriel dont on sait qu’il est fiable (Températures de fusion et d’ébullition, densité, indice de
réfraction, etc.).
On fait aussi une étude comparative par chromatographie sur couche mince(CCM).
Voila donc les principales étapes d’une réaction de synthèse.
III-Pourquoi synthétiser ?
La synthèse chimique est de nos jours une nécessité pour l’Homme, qui ne cesse d’améliorer, jours après jours,
la qualité des matériaux obtenus (plus résistants, plus légers, moins chers …).
L’industrie de la synthèse peut se décomposer en 2 parties :
1) La chimie lourde
Certains matériaux très utilisés au quotidien (comme le nylon ou le kevlar) ne peuvent être obtenus que s’ils
sont synthétisés à partir de matières premières facilement disponibles.
L’attrait majeur de la fabrication synthétique de ces produits est que l’on peut les obtenir en grande quantité
et à moindre coût, mais aussi que le processus de fabrication est rapide (très peu d’étapes).
Ce procédé est plutôt utilisé pour les domaines du sport (production d’équipement) et pour la vie de tous les
jours (matériaux, etc.).
La chimie lourde définit la fabrication industrialisée et en grande quantité de produits synthétiques à partir
de matières premières facilement disponibles à l’état naturel.
2) La chimie fine
Certaines espèces que l’on synthétise sont présentes à l’état naturel, mais leur extraction est coûteuse et le
rendement trop faible. On décide donc de les synthétiser, bien que leur production soit plus fastidieuse que pour la
chimie lourde (plus coûteuse et plus longue, mais moins que l’extraction, avec un meilleur rendement).
Les réactifs utilisés sont généralement les produits obtenus par la chimie lourde.
On appelle chimie fine toute synthèse longue, coûteuse, visant à obtenir de petites quantités, et faite à partir
des produits obtenus par la chimie lourde.
Ce procédé est plutôt utilisé dans le domaine pharmaceutique et médical.