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La synthèse des espèces chimiques

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Objectifs :

Il existe dans la nature une infinité d'espèces chimiques différentes. Cependant, l'Homme trouve le besoin d'en synthétiser.
Pourquoi ? Que se passe-t-il lors d'une synthèse chimique ?

1. Pourquoi est-il nécessaire de synthétiser des espèces chimiques ?

Le chimiste envisage la synthèse d'une espèce chimique quand l'espèce à laquelle il s'intéresse :
– existe dans la nature mais en quantité insuffisante pour subvenir aux besoins de l'Homme ;
– existe dans la nature mais son extraction est difficile ou trop coûteuse ;
– existe dans la nature mais sa performance est insuffisante pour l'utilisation envisagée ;
– n'existe pas dans la nature.

2. La chimie industrielle

a. Chimie lourde

La chimie lourde correspond à la production de grandes quantités de produits chimiques.
Exemples : le polyéthylène, la soude.

b. Chimie fine

La chimie fine correspond à la fabrication de molécules complexes et à haute valeur ajoutée.
Le grand domaine d'application de la chimie fine est la pharmacie.
Exemples : les médicaments, les colorants, les arômes.

3. Synthèse d'une espèce chimique

• Une synthèse est une réaction chimique au cours de laquelle des espèces chimiques, les réactifs, réagissent ensemble, pour former de nouvelles espèces chimiques, appelés produits.

Bilan général d'une réaction de synthèse faisant intervenir 2 réactifs et 2 produits :

Réactif A + réactif B → produit 1 + produit 2

Exemple : Bilan de la réaction de synthèse de l'acétate de linalyle

linalol + anhydre acétique → acétate de linalyle + acide acétique

Ce bilan signifique que « du linalol réagit avec de l'anhydre acétique pour donner de l'acétate de linalyle et de l'acide acétique ».
Les deux réactifs sont le linalol et l'anhydre acétique.
Les deux produits formés sont l'acétate de linalyle et l'acide acétique.

• Une synthèse est réalisée dans des conditions décrites dans un protocole expérimental.
Un protocole expérimental correspond à la marche à suivre pour un déroulement optimal de la synthèse en terme de sécurité et de protection de l'environnement.
Il indique le matériel à utiliser, les quantités de réactifs nécessaires et les traitements à réaliser.
Une lecture attentive et un suivi rigoureux de ce protocole sont les clés de la réussite d'une synthèse chimique.

L'essentiel

Pour réaliser une synthèse chimique, il faut connaître la nature des réactifs à mélanger mais aussi toutes les autres conditions expérimentales : proportions, température, pression...
Il faut donc suivre un protocole opératoire précis.

De plus, en général, on ne forme pas l'espèce chimique seule (il y a formation de plusieurs produits).
La synthèse est donc suivie d'autres étapes comme des extractions, des purifications, des identifications...

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