3.3.1 R´eaction haloforme
Mat´eriel et r´eactifs : un tube `a essai, 3 pipettes pasteur, une solution commerciale d’ac´ e-tone, eau distill´ee, une solution de diiode dans du KI `a 0,05 mol/L (obtenu en prenant 1 g de diiode + 2 g de KI + 10 mL d’eau), une solution de soude glaciale.
Mode op´eratoire : Dans un tube `a essai, disposer 2 gouttes d’ac´etone puis diluer avec de l’eau (environ 2-3 mL). Ajouter ensuite quelques goutte de diiode puis quelques gouttes de soude. Un pr´ecipit´e jaune apparaˆıt : un pr´ecipit´e d’iodoforme (CHI3).
Interpr´etation : L’ac´etone est transform´e en iodoforme par action d’un exc`es de diiode en milieu basique (I2 = IO−3 + I−) selon :
CH3−CO−CH3(aq) + 3I2(aq) + 4OH−(aq) = CH3COO−(aq) + CHI3(s) + 3I−(aq) + 3H2O(l)
Le m´ecanisme complet de la r´eaction fait intervenir une triple substitution en alpha puis une oxydation en acide carboxylique.
Remarque : Cette r´eaction est utilis´ee comme test caract´eristique des c´etones m´ethyl´ees.
Si le pr´ecipit´e apparaˆıt, le test est positif, la solution test´ee contient une c´etone m´ ethy-l´ee.
3.4. Conclusion 29 3.3.2 Application : dosage de l’ac´etone
Mat´eriel et r´eactif : une burette gradu´ee de 25 mL, un erlenmeyer, une pipette jaug´ee de 5 mL, une pipette jaug´ee de 50 mL, une solution d’ac´etone d’environ 0,1 mol/L, une solution de diiode de 0,05 mol/L, une solution de soude `a 2,5 mol/L, acide sulfurique 0,1 mol/L, une solution de thiosulfate de sodium `a 0,1 mol/L.
Mode op´eratoire : Pr´eparer la r´eaction haloforme. Dans l’erlenmeyer, mettre 5 mL d’ac´ e-tone puis 50 mL de diiode puis 5 mL de soude. TOUJOURS RESPECTER CET ORDRE POUR L’AJOUT DES REACTIFS. Le compos´e d’iodoforme se forme d`es l’ajout de la soude. Pour avoir la r´eaction compl`ete, placer l’erlen `a l’obscurit´e pendant 15 min. En-suite, juste avant le d´ebut du dosage, on va r´eg´en´erer le diiode qui n’a pas r´eagi (puisqu’il a
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et´e incorpor´e en exc`es). Pour cela, on va ajouter de l’acide sulfurique jusqu’`a un pH acide.
La solution devient marron couleur caract´eristique du diiode.
5I−(aq) + IO−3(aq) + 6H+(aq) = 3I2(aq) + 3H2O(l)
Le dosage va donc consister `a doser cet exc`es pour revenir `a la concentration initiale de l’ac´etone. On titre donc le diiode restant par les ions thiosulfates (S2O2−3 ) :
2S2O2−3 (aq) + I2(aq) = 2I−(aq) + S4O2−6 (aq) On peut donc calculer la concentration de l’ac´etone du d´epart.
Remarque : Pour rep´erer, l’´equivalence, on peut utiliser de l’empois d’amidon mais il n’est pas n´ecessaire. De plus, il faut le rajouter quant on commence `a voir le changement de cou-leur. Si on le met d`es le d´epart du dosage, on obtiendra une pur´ee pas tr`es commode.
3.4 Conclusion
Les ald´ehydes et les c´etones se rencontrent souvent `a l’´etat naturel. Ces compos´es carbonyl´es sont souvent des mol´ecules odorantes qui interviennent dans les goˆuts et les arˆomes de beaucoup d’aliments, ils interviennent dans le m´ecanisme biochimique d’enzymes. Dans l’industrie, ald´ehydes et c´etones sont utilis´es comme r´eactifs ou solvants lors des synth`eses.
C’est pour ces raisons que cette liaison est tr`es importante en chimie organique. Nous avons essay´e ici de pr´esenter cette fonction, au travers diff´erentes exp´eriences montrant la n´ecessit´e de d´efinir deux classes de compos´es, les ald´ehydes et les c´etones.
30 Chapitre 3. M3 : Compos´es carbonyl´es
Chapitre 4
M4 : Esters
Introduction L’est´erification a ´et´e ´etudi´ee pour la premi`ere fois en 1861 par Berthelot et Armand P´ean de Saint- Gilles. Ils ont montr´e que la r´eaction d’est´erification s’accompagnait de la r´eaction inverse : l’hydrolyse de l’ester. Il s’agit donc d’une r´eaction ´equilibr´ee. Les esters (comme l’ac´etate d’isoamyle) sont des esp`eces chimiques qui se caract´erisent souvent par une odeur fruit´ee. Ils sont pr´esents dans les fruits, entrent dans la composition d’huiles essentielles. Leur synth`ese est meilleur march´e que leur extraction. De ce fait, ils sont utilis´es dans la fabrication de parfums (pour shampoings, savons, d´eodorants...), d’arˆomes alimentaires (yaourts, yaourts liquides, sauces diverses...) Certains esters sont ´egalement des constituants de ph´eromones d’insectes (Ex. : l’ac´etate d’isoamyle chez l’abeille).
La fonction ester est R−COOR0. La r´eaction d’est´erification pr´esente 3 caract´eristiques principales : elle est lente, limit´ee (`a cause de sa r´eaction inverse), athermique (ne d´egage ni absorbe de chaleur). La r´eaction inverse s’appelle l’hydrolyse. La r´eaction de saponification est la r´eaction `a la base de la fabrication des savons et lessives. Elle consiste en la r´eaction d’un corps gras avec de la soude concentr´ee.
Un ester r´esulte de la r´eaction entre un acide organique et un alcool selon l’´equilibre sui-vant :
R−COOH(aq) + R0−OH(aq) = R−COOR0(aq) + H2O(l)
L’´equilibre est atteint plus rapidement par chauffage et par l’utilisation d’acide sulfurique comme catalyseur. L’´el´evation de temp´erature ne modifie pas la composition de l’´equilibre car les r´eactions d’est´erification et d’hydrolyse sont athermiques. Le rendement de l’est´ e-rification d´epend tr`es peu de la nature de l’acide carboxylique mis en jeu, mais d´epend nettement de la classe de l’alcool utilis´e. On peut am´eliorer le rendement de l’est´erification de plusieurs fa¸cons :
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32 Chapitre 4. M4 : Esters -En introduisant l’un des r´eactifs en exc`es,
-Par extraction de l’ester ou de l’eau form´ee,
-En utilisant un anhydride d’acide ou un chlorure d’acyle (r´eaction totale et exothermique).
Une application industrielle importante des esters lorsque ceux-ci sont `a longues chaines carbon´ees (ester d’acides gras ex. : triglyc´erides) est la fabrication de savons.
4.1 Facteurs influen¸ cant la r´ eaction d’est´ erification
Mat´eriel et produits : 4 tubes `a essai, bain marie 60°C, solution d’acide ac´etique CH3COOH, solution d’´ethanol C2H5OH, solution d’acide sulfurique H2O concentr´ee, saumure (NaCl sa-tur´ee), solution de diode I2.
Tube 1 : 1mL CH3COOH + 1mL C2H5OH + 1mL H2O (`a temp´erature ambiante).
Tube 2 : 1mL CH3COOH + 1mL C2H5OH + 1mL H2SO4 (`a temp´erature ambiante).
Tube 3 : 1mL CH3COOH + 1mL C2H5OH + 1mL H2O (bain marie `a 60°) Tube 4 : 1mL CH3COOH + 1mL C2H5OH + 1mL H2SO4 (bain marie `a 60°).
On ajoute devant le jury la saumure de NaCl (relargage) et le diiode et on constate 2 phases dans les tubes 2 et 4 et 1 phase dans les tubes 1 et 3. On remarque ´egalement qu’il y a une plus grande quantit´e form´ee dans le tube 4. On remarque donc que la r´eaction n’est possible qu’en pr´esence d’un catalyseur (H2SO4) et que la temp´erature augmente la vitesse de la r´eaction ´egalement. Pour avoir une assez grande quantit´e d’ester form´e, il faut un catalyseur et une ´el´evation de la temp´erature.