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Physique-Chimie

Chimie

Interactions moléculaires

Dans cette vidéo, Matisse de Studio aborde les différences de propriétés en relation avec l'eau. Il commence par interpréter la solubilité à température ambiante de trois composés gazeux : le CO2, le SO2 et le NH3. Le CO2 a une solubilité assez faible car il est apolaire, contrairement à l'eau qui est polaire et protique. Le SO2, en revanche, a une solubilité plus importante car il établit des liaisons de quissomme avec l'eau. L'ammoniaque est très soluble dans l'eau car elle est polaire, protique et peut former des liaisons de quissomme ainsi que des liaisons hydrogènes avec l'eau.

Ensuite, Matisse analyse la différence de solubilité dans l'eau à température ambiante de trois liquides : l'éthanol, l'aniline et le benzène. L'éthanol est polaire et protique, ce qui explique sa grande miscibilité avec l'eau. L'aniline est faiblement polaire et protique, ce qui lui confère une faible interaction avec l'eau. Le benzène, en revanche, est apolaire et aprotique, d'où son absence totale de solubilité dans l'eau.

Il souligne l'importance de ces notions en chimie expérimentale lors de l'isolation ou de l'extraction de certains éléments actifs ou molécules. Il mentionne également que le cyclohexane est un solvant très particulier et intéressant à cet égard en raison de son caractère apolaire et aprotique.

En conclusion, Matisse rappelle l'importance de comprendre quelles interactions peuvent se produire entre les différents solvants et souligne que "qui se ressemble s'assemble".

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio et dans cette vidéo on va se pencher sur les différences de propriétés en relation avec l'eau. Alors dans la première question, on nous demande d'interpréter la différence de solubilité dans l'eau à température ambiante des trois composés gazeux suivants que sont le CO2, SO2 et NH3. Alors à partir de là, on nous donne différentes valeurs de solubilité. Assez faible pour CO2, déjà un peu importante pour SO2 et très importante pour l'ammoniaque. Donc à partir de là, il faut bien sûr déterminer les différentes interactions qui peuvent intervenir entre le composé de choix et puis la molécule d'eau. Donc on va se pencher sur la structure moléculaire, quelles sont les interactions à l'oeuvre ici. Alors pour le CO2, c'est l'exemple classique bien sûr, c'est une molécule qui est apolaire de par l'asymétrie de ses deux liaisons doubles, elle est donc apolaire, or la règle d'or c'est que qui se ressemble s'assemble. Donc des molécules qui vont se le plus ressembler à l'eau, c'est-à-dire des molécules qui sont polaires et protiques vont bien se mélanger ou bien se dissoudre dans l'eau, ce n'est pas le cas du CO2 juste ici, ce qui est d'ailleurs un problème pour le réchauffement climatique vu que la dissolution du CO2 dans l'eau est très lente. Alors à partir de là, qu'est-ce qu'on peut dire pour SO2 ? Et on va faire la même analyse, ici, SO2 de par sa géométrie par contre, elle cette molécule est polaire, j'ai des oeufs un peu, on voit tout, elle est polaire, aprotique, donc elle va établir des liaisons de quissomme avec l'eau, donc ça explique sa solubilité un peu plus importante déjà que le CO2. Alors pourquoi est-ce que l'ammoniaque est particulièrement soluble dans l'eau ? Et bien puisqu'elle procède aussi à un moment dipolaire non nul, elle est donc polaire et protique cette fois vu qu'elle fait intervenir de nombreux hydrogènes, elle va pouvoir former des liaisons de type quissomme et aussi des liaisons hydrogènes avec l'eau, donc là c'est bingo, on valide tous les critères, la solubilité va être très très forte de par sa proximité avec la structure de la molécule d'eau et puis des différentes interactions qui sont mises à l'oeuvre en même temps. La deuxième question nous demande d'interpréter la différence de solubilité à l'eau à température ambiante des trois liquides suivants, l'éthanol, l'aniline et le benzène. L'éthanol bien sûr, mais sa solubilité totale dans l'eau, l'aniline déjà plus faible et le benzène totalement nul. Alors on va reprendre le même type d'analyse, pour l'éthanol, et bien c'est une molécule qui est polaire protique, donc de la même manière il va y avoir des interactions de quissomme et aussi des liaisons hydrogènes avec l'eau, bien sûr l'alcool se dissout bien dans l'eau, pardon, se mélange bien avec l'eau. Ensuite pour l'aniline, et bien on a une molécule qui est faiblement polaire, vraiment très faiblement polaire, par contre qui est protique, donc à partir de là on aura une faible interaction de quissomme et quand même des liaisons hydrogènes avec l'eau, donc à partir de là on peut dire, oui il va y avoir une grande miscibilité dans l'eau, or il faut raisonner de manière moyennée sur les molécules. En fait on a ici un grand squelette carboné qui est apolaire, aprotie, vraiment qui a de très mauvaises propriétés de miscibilité avec l'eau, donc même si on a un groupement intéressant, et bien au global sur la molécule, de par le fait qu'elle soit très volumineuse elle va mal interagir avec l'eau, c'est pourquoi elle a une assez faible miscibilité. En ce qui concerne la dernière molécule, et bien elle est, elle, apolaire et aprotique, c'est pourquoi sa miscibilité est totalement nulle, c'est le cyclohexane, tout ça ce sont des notions très importantes en chimie expérimentale, lorsqu'on doit chercher à isoler ou à extraire certains éléments actifs, certaines molécules de différents solvants, et bien à partir de là, toute la réflexion sur le caractère miscible ou non, ou soluble ou non de différents composés intervient, c'est pourquoi la réflexion est vraiment cruciale, et le cyclohexane est un solvant très très particulier, très très intéressant de ce point de vue là, donc il faut savoir mener cette réflexion d'analyse, et ne pas oublier, qui se ressemble s'assemble, et donc il faut bien identifier quelles interactions peuvent se mettre en place entre les différents solvants. Merci beaucoup d'avoir suivi cette vidéo, et puis à bientôt ! Sous-titres réalisés para la communauté d'Amara.org

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