Identifier une espèce chimique

Les Bons Profs - Physique Chimie Seconde

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Espèces chimiques, solutions, groupes caractéristiques

Dans cette leçon on va voir comment identifier une espèce chimique et on va voir deux grandes méthodes. Donc la première méthode est certainement celle qui te demande le plus de travail et que vous avez déjà dû faire en TP, c'est la technique de la chromatographiesur couche mince, qu'on abrège généralement par CCM.

Quel est le principe de cette méthode ?

Le principe c'est que les espèces chimiques, de manière générale chaque aspect chimique, ont des affinités différentes avec la face fixe et avec la phase mobile. Et la phase mobile, c'est l'éluant. Donc revenons un peu là, sur les deux derniers termes avec ce schéma. Donc la phase fixe c'est ce rectangle là, ça peut être du papier, ça peut être une couche de silice et on l'appelle face fixe, puisque naturellement elle ne va pas bouger durant l'expérience.

Donc sur cette phase fixe on dépose, au niveau de la ligne de dépôt, 2 gouttes qui vont sécher, donc une goutte A et une goutte B.

Au niveau de la goutte A, on va supposer qu'à cet endroit là, on avait déposé en fait un mélange de plusieurs espèces chimiques pour le moment, on ne sait pas combien. Et puis B par contre, on a déposé une espèce chimique pure. Maintenant, on prend cette plaque, cette phase fixe, cette plaque de silice par exemple, et on va la plonger dans l'éluant. Donc pour rappel, l'éluant est tout simplement un liquide qui va par capillarité monter le long de la phase fixe, monter le long de la plaque.

Et en montant, ce liquide éluant, il va forcément du coup quand il va arriver au niveau de A et B, entraîner les espèces chimiques contenues dans A et B. Donc c'est ce que je représente ici, en fait il les a entraînées et on voit même ici qu'il y a deux tâches qui se sont détachées ici et qu'ici par contre, il y n'a qu'une seule tâche qui est montée en bloc.

Qu'est-ce qu on peut constater directement ?

Et bien que A ici, en fait contenait deux espèces chimiques différentes alors que B, lui était bien pur effectivement, puisqu'il ne contient qu'une tâche, donc une seule espèce chimique. Donc on a bouché ici le bassin dans lequel on a déposé à la fois au fond l'éluant et la plaque, la face fixe. On l'a bouché et pour que les vapeurs de l'éluant restent à l'intérieur et favorisent de manière positive la montée de l'ellure. Enfin, cet éluant qui monte le long de la phase fixe, on veut surtout pas qu'il atteigne le haut, on veut arrêter l'expérience avant que la plaque soit complètement imbibée de l'éluant qui est monté.

Donc on veut s'arrêter, on va arrêter l'expérience quand le front de l'éluant, c'est à dire le niveau auquel est l'éluant à un instant T, on va arrêter l'expérience quand on est proche du haut mais pas en haut, un peu avant.

Donc arrêter l'expérience, ça veut dire retirer la plaque de la cuve et la déposer sur votre paillasse de chimiste. Et donc ensuite, on obtient du coup cette figure là, c'est à dire la phase fixe où on voit les tâches. Si on ne les voit pas, on cherchera à les voir par différents moyens, comme vous avez peut-être vu en TP, utiliser les ultra-violet pour révéler les tâches.

Et donc on se retrouve avec une ligne de base qui était la ligne où au départ on avait déposé A et B. Le front de l'éluant, c'est à dire le niveau où l'éluant est arrivé à la fin de l'expérience et les différentes tâches qu'on peut voir. Conclusion, qu'est ce qui s'est passé ? Et bien, pour chaque espèce chimique on obtient une tâche donc on voit qu'ici on a deux espèces chimiques.

Et pour chaque tâche, on va pouvoir calculer le rapport frontal "rf", qui est défini comme étant le rapport de la distance qui a été parcourue par la tâche depuis la ligne de dépôt / la distance qu'a parcouru le front de l'éluant. Et ce rapport frontal il est caractéristique de l'espèce chimique, c'est à dire que si par exemple, tu mesures un rapport frontal pour cette tâche-là de 0.4, tu vas pouvoir prendre des tables qui vont te dire qu'à 0.4 et bien normalement, ça correspond à du paracétamol, par exemple.

Et donc tu pourras en déduire que cette tâche correspond à du paracétamol et tu viendras bien d'identifier une espèce chimique. Donc ça, c'est la technique de chromatographie par couche mince. Après on a d'autres grandeurs caractéristiques, d'autres méthodes qu'on peut utiliser pour identifier les espèces chimiques et en particulier celles basées sur les grandeurs caractéristiques d'une espèce chimique. On a vu dans une vidéo précédente qu'une espèce chimique peut être aussi définie par certaines grandeurs caractéristiques. Donc puisqu'elles lui sont caractéristiques, si on arrive à les mesurer, on devrait pouvoir retrouver de quelle espèce il s'agit. Et donc là, je t'en présente deux, il en existe d'autres mais on se contentera de ces deux-là pour le programme de seconde. Donc la première, c'est la température de fusion, c'est à dire la température à laquelle l'espèce chimique va passer de l'état solide à l'état liquide. Donc par exemple concrètement pour l'eau, tu sais que ce passage de solide à liquide, c'est zéro degré celsius. Donc si tu prends de l'eau solide et que tu arrives à mesurer, qu'en effet la température de fusion est de 0 degré celsius, on en déduira que c'est bien de l'eau. Ensuite une deuxième grandeur caractéristique d'une espèce chimique, c'est la température d'ébullition, c'est à dire la température à laquelle l'espèce chimique passe de l'état liquide à l'état gazeux. Donc pour l'eau de nouveau, tu dois savoir que c'est 100 degrés celsius. Donc de la même manière, si tu as un liquide transparent mais qu'au départ tu ne sais pas que c'est de l'eau, si tu mesures que la température d'ébullition est de 100 degrés Celsius, tu pourras en conclure que c'est bien de l'eau car la température de l'ébullition de l'eau est connue et doit valoir 100 degrés Celsius.

Donc ce qu'il faut pour mesurer ces deux grandeurs, température d'ébullition et il va falloir par exemple un bécher, une plaque chauffante et un thermomètre. Et tu vas pouvoir mesurer la température d'ébullition, la température de fusion. Tu as dû voir en TP qu'on fait ça avec un banc Kofler. C'est une plaque de métal, sur laquelle la température n'est pas la même en chaque point. Et donc en déplaçant le solide, on va pouvoir observer un instant donné qu'il passe sous forme liquide et on sait sur le banc Kofler, qu'à cet endroit-là, on était à telle température. Donc tu pourras connaître la température de fusion. Voilà ici trois méthodes pour identifier une espèce chimique donc la chromatographie, utiliser la température de fusion et utiliser la température d'ébullition.

 

 

 

 

 

Réalisateur : Les Bons Profs

Producteur : Les Bons Profs

Production : 2016

Publié le - Mis à jour le 26-06-2019

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