Forcer le sens d’évolution d’un système chimique : Optimisation et stratégie de synthèse

Optimisation d’une synthèse

• Moyens d'augmentation de la vitesse de formation d’un produit :
  • Chauffer le milieu réactionnel
  • Utiliser un catalyseur
  • Augmenter la concentration des réactifs en solution
• Moyens d'optimisation du rendement :
  • Excès d’un réactif
  • Élimination d’un produit au fur et à mesure de sa formation

Stratégie de synthèse

Types de réactions :

• Réaction de substitution : $\rm AB + C \rightarrow AC + B$
  Une substitution est une réaction au cours de laquelle un atome ou un groupe d'atomes est remplacé par un autre atome ou groupe d’atomes.
• Réaction d’addition : $\rm A + B \rightarrow C$
  Une addition est un ajout d’atomes ou de groupes d’atomes sur une molécule possédant au moins une liaison multiple (molécule insaturée) qui sera rompue.
• Réaction d’élimination : $\rm A \rightarrow B + C$
  Une élimination est un retrait d’atomes ou de groupe d’atomes sur une molécule conduisant à la formation d’une liaison double ou triple.
• Réaction acido-basique : si échange d’ions hydrogène $\rm H^+$
  Une réaction acido-basique se produit lorsqu’un acide d’un couple (couple 1) cède un proton à la base d'un autre couple (couple 2).
  $\color{black}{\rm CH_3COOH \leftrightarrows H^+ + CH_3COO^-}$
  $\color{black}{\rm HO^- + H^+ \leftrightarrows H_2O}$
  L’équation bilan de cette réaction est donc : $\color{purple}{\bf CH_3COOH} + \color{orange}{\bf HO^-}$ $\color{black}{\rightarrow}$ $\color{purple}{\bf CH_3COO^-} + \color{orange}{\bf H_2O}$
• Réaction d'oxydoréduction : si échange d’électrons $\rm e^-$.

Polymérisation :

$\scriptstyle \rm n H_2C = CH_2$ $\scriptstyle \rm \underrightarrow{polymérisation}$ $\scriptstyle \rm \cdots CH_2 – CH_2 – CH_2 – CH_2 \cdots$
$\scriptstyle \rm \underset{\overset{Monomère~ :}{éthylène}}{n H_2C} = CH_2$ $\scriptstyle \rm \underrightarrow{polymérisation}$ $\scriptstyle\rm \underset{\overset{Polymère ~:}{polyéthylène}}{–[ CH_2 – CH_2]_n–}$