L’arôme de banane d’un bonbon ou la vanilline d’un yaourt sont souvent fabriqués au laboratoire. Synthétiser une espèce chimique, c’est la produire par une transformation chimique, puis l’isoler et vérifier qu’on a bien obtenu l’espèce voulue.
Objectifs
- Distinguer espèce chimique naturelle, synthétique et artificielle
- Connaître les étapes d’un protocole de synthèse
- Justifier l’intérêt d’un chauffage à reflux
- Identifier le produit obtenu (CCM, température de fusion)
1. Espèces naturelles, synthétiques, artificielles
- Une espèce naturelle est produite par la nature (végétal, animal, minéral).
- Une espèce synthétique est fabriquée par l’être humain par une transformation chimique. Elle peut exister dans la nature (vanilline de synthèse) ou être artificielle si elle n’y existe pas (le nylon).
On synthétise une espèce présente dans la nature pour en produire davantage, à moindre coût, ou pour préserver les ressources naturelles.
2. Les étapes d’un protocole de synthèse
- Transformation : mélanger les réactifs et les faire réagir, souvent par chauffage à reflux.
- Isolement (séparation) : séparer le produit du mélange (filtration, décantation, extraction par solvant à l’ampoule à décanter).
- Purification (si nécessaire) : éliminer les impuretés restantes.
- Identification : vérifier la nature du produit (CCM, température de fusion, température d’ébullition…).
Synthèse de l’acétate d’isoamyle (odeur de banane)
acide acétique + alcool isoamylique → acétate d’isoamyle + eau. On chauffe à reflux les réactifs, on laisse refroidir, puis on sépare la phase organique contenant l’acétate d’isoamyle de la phase aqueuse dans une ampoule à décanter.
3. Le chauffage à reflux
- Le chauffage (chauffe-ballon) accélère la transformation.
- Le réfrigérant à eau, placé verticalement au-dessus du ballon, liquéfie les vapeurs qui retombent dans le ballon : il n’y a pas de perte de matière.
- Des grains de pierre ponce régularisent l’ébullition.
4. Séparer et identifier
- Ampoule à décanter : deux liquides non miscibles se séparent ; le liquide de plus grande masse volumique forme la phase inférieure.
- Filtration : sépare un solide d’un liquide (sous vide avec un filtre Büchner, plus rapide).
- Banc Kofler : mesure la température de fusion d’un solide, à comparer à la valeur tabulée.
- CCM : on dépose le produit synthétisé et l’espèce de référence ; s’ils migrent à la même hauteur et que le produit ne donne qu’une tache, il est identifié et probablement pur.
À retenir
- Une espèce synthétique peut être identique à une espèce naturelle : mêmes propriétés.
- Une espèce artificielle n’existe pas dans la nature.
- Étapes : transformation, isolement, purification, identification.
- Reflux : chauffer pour accélérer sans perdre de matière.
- Identification par CCM ou température de fusion (banc Kofler).
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.