Une synthèse permet de fabriquer une espèce chimique, naturelle ou non, à partir de réactifs. Un protocole de synthèse suit toujours les mêmes grandes étapes, et son efficacité se mesure par le rendement.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Identifier les étapes d’un protocole de synthèse
- Justifier l’utilisation d’un montage de chauffage à reflux
- Choisir une technique d’isolement ou de purification à partir des propriétés physiques
- Calculer le rendement d’une synthèse
1. Les quatre étapes d’une synthèse
| Étape | But | Techniques |
|---|---|---|
| Transformation | faire réagir les réactifs | chauffage à reflux, agitation, catalyseur |
| Isolement | séparer le produit du milieu réactionnel | filtration (sous vide, sur Büchner), extraction liquide-liquide, essorage |
| Purification | éliminer les impuretés restantes | recristallisation (solide), lavage, distillation (liquide) |
| Analyse | identifier le produit et contrôler sa pureté | température de fusion (banc Kofler), chromatographie sur couche mince (CCM), spectroscopie IR |
2. Analyser le produit
- Température de fusion : un solide pur fond à une température précise, tabulée ; des impuretés l’abaissent en général.
- CCM : on dépose le produit et des références sur une plaque ; après élution, un produit pur donne une seule tache, à la même hauteur que la référence.
- Spectre IR : il confirme la présence (ou l’absence) des liaisons attendues.
3. Le rendement
η = =
nmax est la quantité de produit qu’on obtiendrait si la transformation était totale : on la détermine avec le réactif limitant et l’équation de la réaction.
Synthèse de l’aspirine
On fait réagir m = 5,0 g d’acide salicylique C7H6O3 (M = 138,1 g·mol−1) avec de l’anhydride acétique en excès. Une mole d’acide salicylique donne une mole d’aspirine C9H8O4 (M = 180,2 g·mol−1). On recueille 4,6 g d’aspirine.
- n(acide salicylique) = ≈ 3,62 × 10−2 mol (réactif limitant).
- nmax(aspirine) = 3,62 × 10−2 mol, soit mmax = 3,62 × 10−2 × 180,2 ≈ 6,5 g.
- η = ≈ 0,70.
η ≈ 70 %
À retenir
- Une synthèse comporte : transformation, isolement, purification, analyse.
- Le chauffage à reflux accélère la réaction sans perte de matière.
- CCM, température de fusion et IR servent à identifier et contrôler la pureté.
- Rendement : η = , nmax calculé avec le réactif limitant.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.