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Caractéristiques d’une onde électromagnétique sinusoïdale
Une onde électromagnétique sinusoïdale est caractérisée par sa fréquence $\nu$ (en hertz) et sa longueur d’onde $\lambda$ (en mètre). La relation entre ces deux grandeurs est : $$ \lambda= \dfrac{c}{\nu} $$ où $c$ est la célérité de l’onde dans le milieu dans lequel elle se propage ($c = \pu{3,0e8 m.s-1}$ dans le vide).
Photon
En 1900, pour comprendre comment la matière et les ondes électromagnétiques échangent de l’énergie, le physicien Max Planck énonce que ces échanges ne peuvent se faire que par « paquets » d’énergie bien définis qu’il nomme quanta (pluriel de quantum, plus petite mesure indivisible).
[Lire]Les polymères
Définitions
Le nombre $n$ de monomères que comporte le polymère est son degré de polymérisation. Il est très variable. Pour $n=2$, le polymère est un digère ; pour $n=3$, un trimère, etc. Pour de grandes valeurs de $n$, supérieures à la centaine, on a affaire à une macromolécule.
Le caoutchouc naturel est un polymère du 2-méthylbuta-1,3-diène.
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Protection/déprotection de fonctions chimiques
En chimie, les réactifs peuvent être polyfonctionnels. Plusieurs fonctions sont alors susceptibles de réagir dans les conditions de l’expérience. Le rôle du chimiste est de mettre en œuvre des stratégies permettant de favoriser la réaction affectant le groupe visé.
Molécule polyfonctionnelle
Entourer et nommer les groupes caractéristiques des molécules suivantes :
- para-aminophénol :
- paracétamol :
- acide salicylique :
- acide acétylsalicylique :
Solution
- para-aminophénol :
- paracétamol :
- acide salicylique :
- acide acétylsalicylique :
Réactifs chimiosélectifs
- Une réaction est sélective lorsque, parmi plusieurs fonctions d’une même molécule, l’une d’elles réagit préférentiellement avec le réactif considéré.
- Le réactif avec lequel la fonction réagit préférentiellement est dit chimiosélectif.
Comment peut-on modifier la structure d'une molécule ?
Introduction
Les molécules organiques contiennent essentiellement des atomes de carbone et d’hydrogène et souvent des atomes d’oxygène ou d’azote. Elle peuvent être synthétiques ou naturelles et proviennent alors souvent du pétrole.
La chimie organique étudie en particulier leur structure chimique, leurs propriétés, leurs caractéristiques, leur composition chimique, leurs réactions chimiques et leur préparation (par synthèse par exemple). Ces composés peuvent comprendre d’autres éléments chimiques, comme les halogènes (fluor, chlore, brome, iode) ainsi que le bore, le silicium, le phosphore, le soufre, ; plus rarement, le lithium, le sodium, le magnésium, le cuivre, le titane, le potassium, le fer, le cobalt, le zinc et le plomb. Cette dernière chimie est appelée organométallique.
[Lire]Le cycle de vie du plastique
Qu’est-ce qu’une matière plastique ?
Synthèse
Les nombreuses matières plastiques que nous utilisons dans la vie courante sont constituées de molécules de longue chaîne carbonée, appelées polymères. La réaction de formation d’un polymère est nommée polymérisation. La polyaddition est un type particulier de polymérisation.
Une polyaddition est une réaction au cours de laquelle de petites molécules identiques, contenant une double liaison et appelées monomères, s’additionnent les unes aux autres, pour donner un polymère.
Exemple de la formation du polyéthylène, utilisé dans les bouchons de bouteille d’eau, à partir du monomère éthylène (ou éthène en nomenclature officielle) :
Annale : Hydrolyses des esters
Lors d’une hydrolyse basique, le réactif utilisé est une solution aqueuse contenant des ions hydroxyde (solution d’hydroxyde de sodium par exemple). L’équation générale d’une réaction d’hydrolyse basique est la suivante :
L’ion carboxylate, contrairement à l’acide carboxylique formé lors de l’hydrolyse avec de l’eau, est sans effet sur l’alcool de sorte que la réaction inverse d’estérification n’a pas lieu.Une application de l’hydrolyse basique est l’obtention de savons. En effet, les réactions de saponification ne sont autres que des réactions d’hydrolyse basique à partir de corps gras qui sont des triesters de glycérol.Les savons, obtenus par précipitation de l’ion carboxylate formé, sont des carboxylate de sodium ou de potassium. Ces derniers composés sont moins solubles dans l’eau salée que dans l’eau.
L’objectif de l’exercice est d’étudier les propriétés de ces différentes réactions. L’éthanoate de benzyle $\ce{CH_3-CO_2-CH_2-C_6H_5}$ est un ester très parfumé extrait du jasmin. On recueille un échantillon presque pur qu’on fractionne en deux parties égales.
[Lire]Annale : Synthèse d'un ester à l'aide d'un appareil de Dean et Stark
Protocole
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Dans un ballon, introduire successivement $\pu{9,00 g}$ d’acide éthanoïque, $\pu{10,80 g}$ d’alcool benzylique ou phénylméthanol, $\ce{C6H5-CH2-OH}$, $\pu{10 mL}$ de cyclohexane, 10 gouttes d’acide sulfurique et quelques grains de pierre ponce. Installer l’appareil de Dean et Stark et le remplir de cyclohexane, installer le condenseur à eau puis porter le mélange à ébullition et l’y maintenir pendant environ 45 minutes.
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Retirer le chauffe-ballon puis, en laissant branché le condenseur, refroidir le ballon d’abord à l’air puis dans un bain d’eau froide. Éliminer l’eau recueillie dans l’appareil de Dean et Stark.
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Déplacement d'équilibre et principe de Le Chatelier
L’amélioration du rendement de l’estérification par l’extraction de l’ester synthétisé, l’élimination de l’eau formée ou l’utilisation d’un excès de l’un des réactifs, est un exemple de déplacement d’équilibre.
Le Chatelier énonça, en 1884, les lois régissant ces déplacements.
Document
Les origines de la notion d’équilibre chimique
L’équilibre était une notion d’origine mécanique ; rien n’assurait a priori qu’elle pouvait s’appliquer au cas des réactions chimiques. [On savait qu’il existait en chimie des réactions incomplètes, dans lesquelles la transformation des corps initiaux en produits finaux s’arrêtait avant l’épuisement des corps en présence]. À titre d’exemple, citons la dissociation des sels ou encore l’éthérification, dans laquelle un alcool et un acide se transforment en éther et en eau…
Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) observa le premier que des réactions chimiques incomplètes pouvaient résulter d’un équilibre entre des réactions chimiques inverses l’une de l’autre.
Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) avança l’idée que toutes les réactions chimiques pouvaient être réversibles dans des conditions bien précises de température, de pression… Il admit alors, avec Henry-Louis Le Chatelier, qu’il n’y avait pas de différence fondamentale entre les phénomènes physiques et chimiques ni entre les lois qui les régissent.
Contrôles des transformations chimiques, exemple de l'estérification
L’objectif de ce document est de présenter à partir de l’exemple de l’équilibre d’estérification-hydrolyse des méthodes généralisables que le chimiste utilise au quotidien pour répondre aux questions :
- Comment accélérer une transformation lente ?
- Comment augmenter le rendement d’une transformation limitée ?
Équilibre estérification - hydrolyse
Synthèse d’un ester : estérification
L’éthanoate de benzyle, un ester à odeur de jasmin, peut être synthétisé par réaction de l’acide éthanoïque (ou acétique) $\ce{CH3-CO2H}$ avec l’alcool benzylique $\ce{C6H5-CH2-OH}$, en présence de traces d’acide sulfurique, Sa formation s’accompagne de celle d’eau.
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