Thème : Enseignement spécialisé Fiche 12

Fiche Cours
Nº : 37012
CHIMIE
Série S
LE TALENT C’EST D’AVOIR ENVIE
Thème : Enseignement spécialisé
Fiche 12 : élaboration de produits de consommation
Plan de la fiche
I - Définitions
II - Règles
III - Méthodologie
I - Définitions
• Métallurgie : ensemble d’opérations (concentration du minerai ; isolement ou production d’un oxyde ; réduction de l’oxyde en
métal) consistant à extraire les métaux de leurs minerais, à les affiner ou les travailler.
• Hydrométallurgie : ensemble d’opérations de métallurgie où la réduction de l’oxyde en métal s’effectue en solution aqueuse
(solvant acide ou basique) conduisant à une dissolution de l’oxyde puis à une électrolyse de la solution contenant l’ion métallique.
• Pyrométallurgie : ensemble d’opérations de métallurgie où la réduction de l’oxyde en métal s’effectue à haute température par
le carbone ou le monoxyde de carbone.
• Lixiviation : attaque d’un minerai par une solution acide ou basique pour obtenir des ions métalliques.
• Cémentation : réduction d’un ion métallique par un métal.
• Formulation d’un produit : ensemble des opérations permettant de donner à une substance des propriétés qui en facilitent
l’emploi ou la consommation.
• Médicament : substance employée pour guérir une maladie.
• Principe actif d’un médicament : substance qui présente des propriétés thérapeutiques.
• Excipient d’un médicament : substance qui aide l’organisme à assimiler le principe actif et améliorer les effets du médicament
ou rendre son absorption la moins désagréable possible.
• Forme galénique d’un médicament : préparation prête à l’emploi d’un médicament. Exemples : gélule, comprimé, sirop.
• Présentation pharmaceutique d’un médicament : conditionnement de la forme galénique d’un médicament.
Exemples : tube de 50 comprimés , boîte de 10 sachets.
• Solution tampon : solution dont le pH varie peu par dilution ou ajout d’acide ou de base en quantités modérées.
Un mélange contenant un acide et sa base conjuguée en proportions voisines constitue une solution tampon.
• Additif alimentaire : substance ajoutée en petite quantité aux aliments et aux boissons.
• Conservateur : additif alimentaire empêchant la présence et le développement de micro-organismes (moisissures ou
bactéries).
• Anti-oxydant : additif alimentaire réduisant ou empêchant les phénomènes d’oxydation qui provoquent le rancissement des
matières grasses ou le brunissement des fruits ou légumes pelés ou coupés.
• Agents de texture : additif alimentaire destiné à améliorer la présentation ou la tenue des aliments.
Les principaux agents de texture sont les émulsifiants, les stabilisants, les épaississants et les gélifiants.
• Colorant alimentaire : additif alimentaire destiné à rendre, renforcer ou conférer une coloration aux aliments.
• Emballage alimentaire : matériau destiné à préserver une denrée alimentaire en :
- ralentissant les altérations diverses dues aux réactions chimiques,
- constituant une protection contre les chocs et la lumière,
- servant de support aux informations destinées au consommateur.
Le verre, le fer-blanc (acier recouvert d’étain), l’acier, l’aluminium, le carton et les matières plastiques sont les emballages alimentaires
les plus utilisés.
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Nº : 37012
CHIMIE
Série S
LE TALENT C’EST D’AVOIR ENVIE
II - Règle
Propriétés
• Propriété n°1
Traitement de la blende.
La blende (ou sulfure de zinc ZnS) est le minerai de zinc.
L’extraction du zinc de la blende nécessite trois étapes :
- étape n°1 : grillage du minerai, transformation du sulfure métallique en oxyde métallique la calcine ZnO selon la réaction :
2 ZnS(s) + 3 O2(g) = 2 ZnO(s) + 2 SO2(g)
- étape n°2 : lixiviation de la calcine par action d’une solution d’acide sulfurique selon la réaction :
2 H3O+(aq) + ZnO(s) = Zn2+(aq) + 3 H2O
- étape n°3 : élimination des impuretés comme les ions Fe3+ sous la forme de jarosite Fe6(OH)12(SO4)4(NH4)2 en faisant agir la
solution avec une solution de sulfate d’ammonium (2 NH4+ + SO42-) selon la réaction :
2 NH4+ + SO42- +6 Fe3+ + 24 H2O = 12 H3O+ +Fe6(OH)12(SO4)4(NH4)2
• Propriété n°2
Traitement du minerai de cuivre.
Le minerai de cuivre est constitué de sulfures de cuivre et d’oxydes de cuivre.
Les formes sulfurées sont réduites par voie pyrométallurgique.
Les formes oxydées sont traitées par voie hydrométallurgique.
La voie hydrométallurgique nécessite deux étapes :
- lixiviation par action d’une solution d’acide sulfurique sur le minerai et conduisant à la formation d’ions Cu2+ et Fe3+
- séparation des ions Cu2+ et Fe3+ par une réaction d’oxydoréduction faisant intervenir du fer.
Les ions Cu2+ sont réduits en métal cuivre : Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu
Les ions Fe3+ sont réduits par le métal fer : Fe + 2 Fe3+ = 3 Fe2+
• Propriété n°3
L’electrolyse permet de :
- purifier les métaux.
Exemple : affinage du cuivre où l’anode est constituée de cuivre impur et la cathode est constituée de cuivre pur. C’est le procédé
à anode soluble où la masse de l’anode diminue et celle de la cathode augmente au cours de l’électrolyse,
- protéger les métaux par dépôt d’une mince couche d’un autre métal.
Exemples : zingage de l’acier, anodisation de l’aluminium par production d’une couche d’alumine Al2O3, étamage du fer,
- embellir les objets métalliques par dépôt d’argent (argenture), d’or (dorure), de chrome (chromage).
• Propriété n°4
Un emballage alimentaire doit être solide, inaltérable, léger, de coût de production le plus réduit possible et, si possible, recyclable.
III - Méthodologie
• Précipitation fractionnée
Les ions Fe3+ et Zn2+ coexistent en solution.
Ces deux ions forment des hydroxydes métalliques en milieu basique suivant les réactions de précipitation :
Fe3+(aq) + 3 HO-(aq) = Fe(OH)3(s)
Zn2+(aq) + 2 HO-(aq) = Zn(OH)2(s)
Par variation de la concentration en HO- donc du pH, il est possible de faire précipiter l’élément fer sous la forme de Fe(OH)3(s) tout
en conservant les ions Zn2+ sous la forme d’ions zincate ZnO22- en solution.
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