Comment caractériser une espèce chimique synthétique ?
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Objectif :
Le chimiste a synthétisé une nouvelle
espèce chimique inconnue. Que doit-il faire pour qu'au
niveau international, on puisse reconnaître cette
nouvelle espèce ?
1. Préambule
Les espèces chimiques sont
caractérisées par des grandeurs
appelées caractéristiques physiques
ou chimiques. Ces constantes forment un ensemble
de données qui lui sont propres (en quelque
sorte une carte d'identité).
De manière générale, ce sont ces
données que l'on trouve sur une bouteille
contenant cette espèce chimique.
Exemple : quelques propriétés physiques de l'éthanol (alcool d'usage courant)
2. La couleur et l'odeur
Ces données font appel à nos sens
et sont sources d'erreurs puisque plusieurs
espèces peuvent être de la même
couleur. De plus, il n'est pas recommandé de
sentir ou de goûter des produits en chimie. Ce ne
sont donc pas des caractéristiques au sens strict
du terme, mais elles peuvent nous donner une indication qui permettra d'orienter
l'identification.
3. Température de changement d'état
Le passage de l'état liquide à
l'état gazeux d'une espèce
chimique est la vaporisation. La
température qui délimite ce changement
d'état est la température
d'ébullition. Si une espèce
chimique est pure, elle bout à température
constante pendant toute l'ébullition.
Pour chaque espèce chimique, cette température est caractéristique.
Pour chaque espèce chimique, cette température est caractéristique.
Dans le cas de liquides comme les
solvants d'usage courant (cyclohexane,
éther de pétrole, dichlorométhane,
acétone, eau,...), il est nécessaire de
connaître cette
température. En effet, si on
souhaite récupérer une espèce
dissoute dans un solvant, il faut
évaporer le
solvant donc atteindre cette
température d'ébullition.
Le passage de l'état solide à
l'état liquide est la
fusion. Une
espèce chimique pure fond à
température donnée : c'est une
caractéristique physique également.
A une température donnée d'expérience, il faut pouvoir travailler avec des espèces chimiques dans le même état physique (a priori liquide). Ces données sont donc nécessaires.
A une température donnée d'expérience, il faut pouvoir travailler avec des espèces chimiques dans le même état physique (a priori liquide). Ces données sont donc nécessaires.
4. La solubilité
La solubilité d'une espèce dans un solvant
correspond à la quantité maximum de
cette espèce qu'il est possible de dissoudre dans
un litre de solvant.
Cette grandeur pour un solvant donné est une caractéristique physique. On trouve cette grandeur dans des tables. Cette donnée est essentielle pour pouvoir procéder à des extractions par solvant ou à une chromatographie.
Cette grandeur pour un solvant donné est une caractéristique physique. On trouve cette grandeur dans des tables. Cette donnée est essentielle pour pouvoir procéder à des extractions par solvant ou à une chromatographie.
5. Masse volumique et densité
La masse volumique d'une espèce
chimique est la masse d'un
volume de ce corps. On la note
ρ et on l'exprime en
kg.m-3 :
m masse de l'espèce et V son volume.
Les espèces chimiques qui coulent dans l'eau ont
une masse volumique plus grande.
La densité d d'une espèce
chimique liquide par rapport à l'eau est le
rapport entre la masse d'un
volume de cette espèce et la masse du même
volume d'eau. Si la densité d'une
espèce chimique est plus grande que 1, elle coule
dans l'eau alors que si sa densité est plus petite
que 1, elle flotte dans l'eau.
Masse volumique et densité sont des
caractéristiques physiques des espèces
chimiques pures. Ces données sont
nécessaires, lors d'une extraction par solvant par
exemple.
L'essentiel
• Pour caractériser une espèce chimique,
on peut recouper plusieurs informations : couleur,
odeur, température de changement d'état,
solubilité, densité...
• Ces caractéristiques peuvent aussi servir à déterminer les conditions dans lesquelles sera réalisée une expérience.
• Ces caractéristiques peuvent aussi servir à déterminer les conditions dans lesquelles sera réalisée une expérience.
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