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Stratégies de synthèses

Dans cette vidéo, Matisse de Studio explique la synthèse de l'acide benzoïque, un conservateur utilisé dans de nombreuses boissons sans alcool. Le processus de synthèse comprend plusieurs étapes. Tout d'abord, l'alcool benzilique est oxydé en présence de permanganate en excès, formant des ions benzoates et du dioxyde de manganèse. Ensuite, les ions permanganates excédentaires sont réduits par l'éthanol, éliminant ainsi le MnO2 et donnant une solution incolore contenant les ions benzoates. Pour obtenir l'acide benzoïque souhaité, il faut ensuite ajouter de l'acide chlorhydrique à cette solution, ce qui permet la cristallisation de l'acide benzoïque sous forme de solides blancs.

L'étape suivante consiste à nommer les étapes de la synthèse et à expliquer leur utilité. L'oxydation de l'alcool benzilique permet de former les ions benzoates, qui sont ensuite extraits du mélange. L'acidification du milieu permet de transformer les ions benzoates en acide benzoïque.

Ensuite, les demi-équations lors de la synthèse des ions benzoates sont écrites. L'alcool benzilique réagit avec l'eau pour former les ions benzoates, et les ions permanganates se transforment en dioxyde de manganèse. En équilibrant ces demi-équations, on obtient l'équation bilan de la réaction.

Enfin, on analyse la transformation qui conduit à la cristallisation de l'acide benzoïque. L'ajout d'acide chlorhydrique acidifie le milieu et transforme les ions benzoates en acide benzoïque, ce qui correspond à une réaction acide-base.

En résumé, cette vidéo explique de manière détaillée la synthèse de l'acide benzoïque en utilisant des termes compréhensibles pour le référencement SEO.

Bonjour à tous, c'est Matisse de Studio, et dans cette vidéo on va se pencher sur la synthèse de l'acide benzoïque. Alors, l'acide benzoïque, c'est un conservateur parisien dans de nombreuses boissons sans alcool, et son code européen est E210, voilà, toujours des informations cruciales en début d'énoncé. Le principe de sa synthèse est le suivant. On a tout d'abord, alors, l'oxydation en milieu basique à chaud de l'alcool benzilique par les ions permanganates en excès, qui forment des ions benzoates et du dioxyde de manganèse. Ensuite, après réduction par l'éthanol des ions permanganates excédentaires et élimination du MnO2, on obtient une solution incolore contenant les ions benzoates. Et ensuite, l'addition d'acide chlorhydrique à cette solution permet la cristallisation de l'acide benzoïque souhaité sous forme de solides blancs que l'on recueille après filtration, lavage et séchage. Alors, la première question est de nommer les états de cette synthèse et d'écrire leur utilité en quelques mots. Alors ça, c'est vraiment ultra classique dans les analyses de synthèse de longs protocoles comme ça, que lorsqu'on vous donne, pardon, un long protocole chimique, il faut savoir catégoriser, mettre des étiquettes dessus afin de comprendre en un véritable moment ce que l'on fait. Alors, pour la première étape, en fait, on vient oxyder l'alcool de base, l'alcool benzilique, qui contient les molécules qui nous intéressent. Et donc, on va former quelles molécules en particulier ? Eh bien, les ions benzoates qui vont être utilisés par la suite. Alors ensuite, ce qu'il faut, c'est récupérer ces ions benzoates qui se retrouvent dans un mélange avec beaucoup de molécules autres. C'est pourquoi il faut extraire ces ions et donc on va ainsi récupérer le produit souhaité. Or, il n'est pas exactement sous la forme que l'on souhaite, il est sous forme d'ions benzoates. Or, nous, on souhaite l'acide benzoïque. Il faut ainsi acidifier le milieu afin de transformer et de récupérer l'acide conjugué. On obtient bien l'acide benzoïque. Alors, il faut ensuite écrire les demi-équations lors de la synthèse des ions benzoates et en déduire l'équation bilan. Alors ça, ça entraîne un peu notre souplesse de raisonnement chimique puisqu'on bascule dans le raisonnement plutôt oxydo-réduction. Mais ce n'est pas de souci, on sait comment s'y prendre. Alors, les deux demi-équations, qu'est-ce que ça donne ? Donc, on nous dit dans l'énoncé que ça a été fait en milieu basique. Bon, en fait, ça revient au même à raisonner en milieu acide et c'est la méthode la plus classique lorsqu'on raisonne en oxyde raide, de raisonner en milieu acide. Donc c'est pour ça que j'ai gardé ça. Alors, pour la première demi-équation, on a l'alcool juste ici qui réagit simplement avec de l'eau pour former les ions benzoates juste ici. Et à partir de là, pour équilibrer, d'ailleurs on a rajouté l'eau juste ici pour équilibrer le CO2- qu'on avait juste ici. Or, maintenant, on a introduit des hydrogènes en trop. D'ailleurs, on n'en avait pas assez de l'autre côté. Donc, on a 5 hydrogènes ici, contre 5, 2, 1 et 2. Donc ici, on en a 10, c'est bon. Donc, pour compléter avec les 5 des ions benzoates, on doit rajouter 5H+. Et finalement, on complète en rajoutant des électrons afin d'atteindre la neutralité en termes de charge. Et donc, 1-5+, il faut ajouter 4 électrons pour arriver, de l'autre côté, bien sûr, à une charge neutre. OK. Pour ce qui est des ions, ici, de permanganate, donc MnO4-, on sait que ça forme du manganèse, du dioxyde de manganèse MnO2, ici. Donc, à partir de là, on équilibre encore une fois. On a besoin de 2 oxygènes, donc on rajoute 2H2O. Or, on introduit ici 4 hydrogènes, donc on compense par 4H+. Et pour finir, eh bien, on rajoute 3 électrons pour atteindre la neutralité. Très bien. Donc finalement, pour en déduire l'équation bilan, on se souvient de la méthode Rennes. Il s'agit de combiner linéairement les deux demi-équations afin de compenser le nombre d'électrons. Donc ici, on en a 4. Ici, on en a 3. Donc pour compenser, il faut faire 3 fois celle-là plus 4 fois celle-là. L'équation bilan nous donne donc 3C6H5CH2OH plus 4MnO4- plus H+, est égal à 3C6H5CO2- plus 4MnO2 plus 5H2O. Voilà ce que l'on obtient. Il faut ensuite, question 3, identifier la nature de la transformation qui conduit à la cristallisation de l'acide benzoïque. Et il faut écrire l'équation de réaction correspondante. Donc qu'est-ce qu'on a fait ? On a ajouté de l'acide chlorhydrique. Or l'acide chlorhydrique, on le connaît, c'est un acide qui est très très puissant. Il va venir acidifier le milieu et changer les ions benzoates que l'on avait en acide benzoïque. Il s'agit effectivement d'une réaction acide-base. Alors comment est-ce que l'on écrit ? Eh bien on part des ions benzoates juste ici. Et après, l'acide chlorhydrique, bien sûr, c'est un acide fort. Donc c'est des ions H3O+. Des ions oxygènes qui viennent directement s'additionner pour former l'acide benzoïque que l'on cherche. Et l'eau, juste ici. Voilà, c'est la fin de cet exercice très très complet. Ça rentre dans ce raisonnement que l'on a de regarder des protocoles entiers et de disséquer, d'aller rechercher les équations auxquelles ça correspond. C'est assez plaisant de remettre en jeu les notions que l'on a apprises dans les différents chapitres au niveau de ce chapitre juste ici. Voilà, c'est la fin de cette vidéo. Merci beaucoup de l'avoir suivie et puis à bientôt !

Acide benzoïque

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