CH 17 Synthèse d`une espèce chimique.

Sciences physiques CH17 Synthèse d’une espèce chimique.
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CH 17 Synthèse d'une espèce chimique.
I- Nécessité de la chimie de synthèse.
1)- Définition.
2)- Présentation du problème.
II- Réalisation d’une synthèse.
1)- Le mode opératoire.
2)- L’étape de transformation.
3)- Les étapes de séparation et de purification.
4)- L’étape d’identification.
III- Exemple
: synthèse de l’acide acétylsalicylique.TP
N° 11
IV- Applications. Correction des Exercices
1)- QCM : pour chaque question, indiquer la (ou les)
bonne(s) réponse(s). QCM réalisé avec Questy
2)- Exercice 3 page 282 : connaître le matériel utilisé
pour une synthèse.
3)- Exercice 5 page 282 ; nommer les étapes d’une
synthèse.
4)- Exercice 9 page 284 : Le baume du Pérou.
5)- Exercice 13 page 286 : les texticaments.

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I- Nécessité de la chimie de synthèse.
1)- Définition.
- Réaliser la synthèse d’une espèce chimique, c’est la préparer à partir d’autres espèces chimiques grâce à une
transformation chimique.
2)- Présentation du problème.
- Pour répondre aux besoins de l’homme, l’industrie chimique synthétise un nombre considérable de produits.
- On distingue : la chimie lourde et la chimie fine.
► La chimie lourde synthétise, à partir de matières premières simples des produits en grande quantité :
- La chimie lourde fabrique des espèces chimiques en grande quantité et pour un coût peu élevé.
- Ces synthèses nécessitent peu d’étapes.
- Synthèse de matières plastiques (polyéthylène, polychlorure de vinyle PVC…) : la production française de PVC
dépasse le million de tonnes.
- Synthèse de l’ammoniac (NH
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,…).
Synthèse de l’aluminium (bauxite → alumine)
► La chimie fine synthétise des substances plus complexes :
- Les parfums et les médicaments sont des produits de la chimie fine.
- La chimie fine élabore, à partir des produits de la chimie lourde ou d’espèces naturelles, des espèces chimiques à
haute valeur ajoutée.
- Les médicaments préparés en plus faibles quantités que ceux de la chimie lourde, sont plus coûteux et nécessitent
souvent de nombreuses réactions chimiques successives.
- Synthèse de l’acétate de linalyle.
- Synthèse de l’aspirine (acide acétylsalicylique).

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II- Réalisation d’une synthèse.
1)- Le mode opératoire.
Le protocole expérimental précise : (ou mode opératoire)
- La nature et les quantités de réactifs nécessaires,
- Le solvant approprié,
- Les consignes de sécurité à respecter,
- Le montage utilisé,
- Les différentes étapes à effectuer.
- Exemple : le chauffage à reflux
Chauffage à Reflux
1- réfrigérant.
2- Ballon.
3- Chauffe-ballon.
4- Sortie de l’eau.
5- Arrivée de l’eau.
6- Mélange réactionnel.
7- Vallet ou Support.
Ce montage permet de maintenir le milieu réactionnel à une température
constante, en l'occurrence pratiquement la température d'ébullition du
solvant. Les vapeurs sont condensées dans le réfrigérant et retournent à l'état
liquide dans le ballon. Les réactifs et les produits restent dans le milieu
réactionnel.
2)- L’étape de transformation.

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- Lors de la synthèse d’une espèce chimique, des réactifs réagissent pour former un ou plusieurs produits, dont
l’espèce attendue.
- Réactifs et produits d’une synthèse.
- La synthèse d’une espèce chimique nécessite d’autres espèces chimiques.
- Les espèces chimiques nécessaires à la synthèse sont appelées : les réactifs de la synthèse.
- Les espèces chimiques obtenues sont appelées : les produits de la synthèse.
Réactifs → Produits
- Les réactifs et le produit différent par leurs caractéristiques physiques.
- Exemple : Pour synthétiser l’acétate d’isoamyle, on utilise de l’acide acétique et de l’alcool isoamylique.
densité θ eb °C
Solubilité dans l'eau Formule brute
Acide éthanoïque 1,05 118,2 Grande CH
3
COOH
Alcool isoamylique 0,81 128 Faible C
5
H
11
OH
Éthanoate de 3-méthylbutyle
0,87 142 Très faible C
7
H
14
O
2
- On peut schématiser cette transformation chimique comme suit :
Réactifs Transformation
chimique
Produits
Acide
Acétique +
Alcool
Isoamylique
Donne
→
Acétate
d’Isoamyle +
Eau
Ou C
2
H
4
O
2
+ C
5
H
12
O → C
7
H
14
O
2
+ H
2
O

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- Certaines réactions, qui sont lentes à température ambiante, nécessitent un chauffage qui permet d’accélérer la
réaction.
- On effectue alors un chauffage à reflux pour éviter les pertes d’espèces chimiques par vaporisation.
- Pour accélérer certaines réactions chimiques, on peut ajouter un catalyseur au mélange réactionnel.
- Un catalyseur est une substance qui accélère une réaction sans entrer dans le bilan de la réaction et sans modifier
l’état final du système.
3)- Les étapes de séparation et de purification.
- L’espèce chimique obtenue par synthèse est généralement mélangée :
- Au solvant,
- Aux réactifs restants,
- Et aux autres produits de la réaction.
► Les techniques de séparation : cela dépend de la nature de l’espèce synthétisée
- Si l’espèce synthétisée est un solide :
- On peut la séparer par filtration
- Et la purifier par recristallisation.
- Si l’espèce est dissoute dans le mélange réactionnel,
- On peut la séparer par extraction
- Puis la purifier par évaporation ou distillation.
4)- L’étape d’identification.
- Il est nécessaire de vérifier la présence de l’espèce attendue ainsi que son degré de pureté.
- La caractérisation de l’espèce chimique peut se faire grâce à ses propriétés physiques :
- Aspect,
- Solubilité,
- Température d’ébullition, température de fusion,
- Densité,
- Indice de réfraction…
- On peut effectuer une analyse comparative :
- On peut réaliser une chromatographie sur couche mince (C.C.M) :
- De l’espèce synthétique,
- De l’espèce de référence,
- D’un extrait naturel contenant la même espèce chimique.
- Il faut ensuite comparer la position des différentes taches du chromatogramme obtenu.
- Remarque : Une espèce chimique d’origine naturelle est identique à l’espèce chimique obtenue par synthèse. Rien
ne permet de les différencier.