Lors d’une transformation physique une espèce change d’état mais ne réagit pas chimiquement, si chauffe de l’eau solide on obtient de l’eau liquide.
On note cette transformation :
H2O(s) → H2O(l)
Si le système libère de l’énergie il est exothermique, si il en reçoit il est endothermique.
Attention !
Quand on met du sucre dans l’eau il ne fond pas : il se dissout.
Lors d’une transformation chimique on forme une ou plusieurs espèces qui n’étaient pas présentes en début de réaction.
Les espèces présentes à l’état initial vont réagir ensemble, on les appelle réactifs et leur quantité de matière va diminuer pendant la réaction.
Les espèces qui se forment pendant la réaction sont les produits, leur quantité de matière va augmenter pendant la réaction.
On représente les transformations chimique avec des équations bilans.
Il y a des espèces présentent dans le milieu réactionnel, leurs quantités de matière ne varient pas, ce sont des espèces spectatrices, elles n’appairassent pas dans l’équation bilan.
Un corps pur est composé d’une seule espèce chimique (atome, molécule ou ion).
Un corps pur peut être solide (comme le fer), liquide (comme l’eau) ou gazeux (comme le dioxygène).
Un mélange est composé d’au moins deux espèces chimiques au contact l’une de l’autre.
Un mélange homogène est un mélange où l’on ne peut pas distinguer les différents constituants à l’œil nu.
Un mélange hétérogène est un mélange où l’on peut distinguer au moins deux constituants à l’œil nu.
Si le mélange de deux liquides est homogène, alors ils sont miscibles (comme l’eau et le sirop).
Si le mélange de deux liquides est hétérogène, alors ils sont non-miscibles (comme l’eau et l’huile).
Un solvant est un liquide qui peut dissoudre un solide ou un gaz.
L’espèce dissoute est appelé soluté.
L’ensemble solvant + soluté est appelé solution.
Si le solvant est de l’eau la solution est aqueuse.
Pour mesurer la quantité de soluté dissoute dans un volume de solvant on utilise la concentration en masse défini par :
Cm =
Où :
C m est la concentration en masse en gramme par litre, g.L-1
m est la masse de soluté dissout en gramme, g
V le volume de solvant en litre, L.
La concentration molaire d’une espèce est donnée par :
C =
Avec :
C la concentration en mol.L– 1
n la quantité de matière du soluté en mole
V le volume du solvant en litre.
Une fois la réaction fini on doit extraire le produit du milieu réactionnel.
Séparation liquide / solide
Pour séparer un liquide d’un solide on utilise la filtration.
Séparation de deux liquides non miscibles
À la fin d’une réaction on veut isoler le produit obtenu c’est à dire sans solvant.
Or souvent on a utiliser des produits aqueux ou il s’est formée de l’eau.
L’eau ayant une température d’ébullition très élevée on préfère extraire le produit.
Pour cela on choisi un solvant qui est non-miscible avec l’eau , où le produit est soluble, avec une température d’ébullition basse et le moins toxique possible
Séparation de deux liquides miscibles
Lorsque l’on veut extraire un soluté de son solvant on peut utiliser la distillation.
Une CCM permet de séparer les constituants d’un mélange homogène pour les comparer à des témoins.
Le papier est la phase fixe.
L’éluant (mélange de solvant) va être absorbé par le papier, c’est la phase mobile.
L’éluant en passant sur la ligne de dépôt va plus au moins entraînées (migrer) les substances et permettre de les identifier.
On peut encadrer la concentration d’une espèce colorée avec une échelle de teinte.
Pour cela on utilise une solution de concentration connue qui contient le même soluté et on réalise plusieurs dilutions pour obtenir plusieurs solutions de concentrations connues qui forme une échelle de teinte.
Ensuite on compare la teinte de la solution inconnue à celle des solutions diluées, ce qui permet d’avoir un encadrement de la concentration de la solution inconnue.
On peut déterminer la concentration d’une solution absorbance par étalonnage, pour cela :
- on réalise plusieurs solutions de concentration connues (avec la même espèce)
- on réalise le spectre d’absorbance de la solution pour déterminer la longueur d’onde d’absorbance maximale
- on mesure l’absorbance des solutions étalons
- on trace la courbe d’étalonnage
- on mesure l’absorbance de la solution inconnue et on détermine graphiquement sa concentration
Un dosage permet de connaître la concentration d’une espèce en solution.
Un titrage est un dosage faisant intervenir une transformation chimique rapide et totale.
Lors d’un titrage colorimétrique un changement de couleur intervient.
Dans un titrage on a :
- un réactif titrant, dont on connaît la concentration
- un réactif titré de concentration inconnue.
Le montage classique d’un titrage est :
La synthèse est la production de composés chimiques par réaction à partir de matières premières plus simples.
Le rendement, noté η, est le rapport entre la quantité de matière en mole théorique n th de produit (celle que l’on aurai dû avoir) et la quantité expérimentale n exp (celle que l’on a obtenue), soit :
Exemple :
Soit la réaction suivante :
C6H7NO + C4H6O3 → C8H9NO2 + C2 H4 O2
On introduit 2 mol de C6H7NO et 4 mol de C4H6O3.
1) Quel est le réactif limitant ?
2) En théorie combien de produit C8H9NO2 peut-on obtenir ?
3) En réalisant la synthèse on obtient 1,5 mol de C8H9NO2.
Quel est le rendement de la synthèse ?
Correction :
1) Le réactif limant est le C6H7NO
2) En théorie on peut obtenir au maximum 2 moles de C8H9NO2.
3)
Le rendement est de 0,75 soit 75 %.
Cette chime peut être particulièrement polluante en raison de l’utilisation de cancérigène, mutagène ...
définit la Chimie verte comme la conception, le développement et la mise en
œuvre de produits et de procédés chimiques permettant de réduire ou d’éliminer l’utilisation et la synthèse de substances dangereuses et néfastes.
Pour cela on optimise les étapes de synthèse en cherchant des voies réactionnelles plus sélectives, des produits biodégradables (impact limité sur le vivant)
exemple synthèse