Chapitre n°8 Synthèse chimique

I. Les différentes étapes d’une synthèse chimique

1) Le principe de la synthèse

Une synthèse chimique consiste a fabriquer des molécules à partir de réactifs lors d’une transformation chimique.  Si la molécule synthétisée n’existe pas dans la nature elle est alors artificielle.

La synthèse organique – YouTube

2) Première étape d’une synthèse: la transformation chimique

Chaque synthèse nécessite un protocole particulier:

Le chauffage du milieu réactionnel apporte de l’énergie pour favoriser et accélérer les réactions chimiques.

Le solvant permet aux réactifs de se rencontrer dans un même milieu.

Un catalyseur favorise la réaction entre les réactifs.

Exemple du chauffage avec un montage à reflux pour la synthèse de l’acide benzoïque.

Le rôle du réfrigérant est de refouler les produits et réactifs afin de les conserver.

Exemple pour le solvant avec la synthèse du savon

Lors de la synthèse du savon de l’huile réagit avec une solution de soude. Ces deux réactifs ne sont pas miscibles entre eux mais solubles dans l’éthanol, ainsi la réaction de synthèse du savon a lieu dans le solvant éthanol

Effet du solvant en synthèse organique – YouTube

la synthèse d’un savon – YouTube

3) Deuxième étape d’une synthèse : l’isolement

a. Molécule synthétisée liquide

Pour isoler la molécule synthétisée liquide on peut procéder à :

Une décantation si la molécule synthétisée est non miscible avec le milieu réactionnel.
Une distillation fractionnée si elle est miscible avec le milieu réactionnel

Exemple de la séparation de l’arôme de banane avec la phase aqueuse

Le produit de la réaction lors de cette synthèse n’est pas soluble avec le milieu aqueux contenant les réactifs : alcool isoamylique et acide acétique. Il est donc possible de le récupérer lors d ’une décantation à l’aide d’une ampoule à décanter

Exemple de la synthèse et de la distillation fractionnée de l’éthanol

Lors de la synthèse de l’éthanol, il se trouve en milieu aqueux. Il est possible de le récupérer en haut d’une colonne vigreux car sa température d’ébullition de78° est bien plus faible que celle de l’eau de 100°C.

Le principe de la distillation fractionnée – YouTube

Synthèse de l’aspirine, filtration, recristallisation et caractérisation – YouTube

c. Molécule synthétisée sous forme de soluté

Pour extraire le soluté d’une solution on peut le rendre insoluble en modifiant les caractéristiques du solvant, en modifiant la température, le pH, ou en ajoutant un autre soluté

Exemple le relargage

Lors de la synthèse du savon, pour le rendre totalement insoluble avec le milieu réactionnel aqueux, on ajoute de l’eau salée qui permet de le rendre totalement insoluble et donc facilite sa précipitation et donc son extraction

Relargage savon dans l’eau salée – YouTube

4) Troisième étape  d’une synthèse :la purification

La purification d’un produit permet d’éliminer les impuretés contenues dans le produit brut:

On peut les éliminer par distillation fractionnée.

On peut les éliminer par le relargage.

On peut recristalliser le produit solide.

On peut enlever le peu d’ eau qui reste dans le produit en ajoutant un solide anhydre qui l’absorbera.

Technique de séchage avec MgSO4. – YouTube

5) Quatrième étape 4 d’une synthèse : L’identification du produit brut

On peut identifier un produit par sa température de changement d’état à l’aide d’un banc de Köfler

On peut identifier un produit par sa masse volumique

On peut identifier un produit par une chromatographie

On peut identifier un produit par une analyse spectroscopique

La température sur le banc de Köfler est croissante. Trouver l’endroit où le produit de la réaction change d’état permet de le caractériser

Utilisation du Banc Kofler – YouTube

Masse volumique pour identifier une espèce chimique | Seconde | Physique-Chimie – YouTube

Chromatographie sur couche mince – Physique-Chimie – Les Bons Profs – YouTube

II. Rendement d’une synthèse

Le rendement d’une synthèse est défini comme :

RENDEMENT d’une synthèse en Chimie | Physique Chimie | Lycée – YouTube