ARTheque - STEF - ENS Cachan | Nouvelle approche raisonnée de la chimie descriptive

NOUVELLE APPROCHE RAISONNEE DE

LA CHIMIE DESCRIPTIVE

Yves BERGER

Ministère de l'Education de la Communauté française Onneignies - Belgique

MOTS-CLES : ENTITES - TRIADES ET SERIES - CARTES-BILAN - SERIES REDOX.

RESUME: Nouvelle méthode pennettant de rendre l'étude de la chimie descriptive, tant organique que minérale, plus systématique, voire prévisionnelle ; méthode basée sur l'exploitation logique des classifications des types d'entités, classifications issues de l'articulation entre elles des séries qui les contiennent.

SUMMARY : This new method makes it possible to explain more systematically the descriptive chemistry, both organic and inorganic; in the same time this rnethod makes previsions possible. Its base is the logical using of the classifications of the types of chemical species issued from the internal articulations of the including series.

1. OBJECTIF PREMIER

Réduire la très importante part de mémoireà laquelle tout étudiant est obligé de faire appel lors de l'étude des préparations et propriétés des substances minérales et organiques.

2. LES GRANDS AXES DE LA METHODE PRECONISEE

Elaboration d'une méthode logique permettant de "redécouvrir" et classer les divers types d'entités* que l'on est amenéà rencontrer en minérale et en organique; les classifications ainsi obtenues devant, obligatoirement, pouvoir s'exploiter à des fins prévisionnelles.

3. DEVELOPPEMENT DE LA METHODE

3.1. Fixation du moment le plus opportun pour aborder la méthode.

Il est conseillé de n'aborder, avec les étudiants, la nouvelle approche de la chimie descriptive qu'après s'être assuré de l'acquisition des notions de bases indispensablesà sa bonne compréhension (prérequis) ;ilest recommandé de faire précéder la méthode d'une période de 1à 2 ans au cours de laquelle seront accumulés le plus grand nombre possible de faits expérimentaux d'oùilsera tiré, par induction, lesdites notions de bases.

3.2. Reprise des grands axes de la méthode

3.2.1. Recherche et classification des formules génériques des types d'entités susceptibles de contenir les sortes d'éléments repris dans la classification restreinte:

M (métaux) .-. H _n M' (non-métaux) .-- 0

A cet effet, seront d'abord déterminés les types d'ions monoatomiques que peuvent engendrer ces sortes d'éléments (à savoir les cations M+, H+ et M'+ et les anions H-,M'et 0 2-). La détermination des types de fonnules génériques des entités polyatomiques repose sur l'association d'ions de signes contraires de complexité moindre; les associations pouvant engendrer, selon les proportions des ions engagés, trois types d'entité qui seront consignés dans des séries du type :

Série

- - - Extrêmes

+

polyatomique(s) neutre(s) polyatomique(s)

1 1

intermédiaires

(types d'entités susceptibles d'apparaître)

+

A-H+ u H30 + __m _ H20 U _ m OH- _u m0 2-H+ u u _ _ HM'+ __m _ HM' m u _ HM'- __u u M'-M'-

_u___

2-La détennination des entités binaires s'opérantàl'occasion d'association d'ions monoatomiques de signes contraires.

Exemples Série 1 Série 2 Série3

Ladétennination des entités ternairesseréalisant, cette fois, par association d'ions binaires ci-devant "redécouverts" et d'ions monoatomiques de signes contraires.

Exemple:

Série5 H+ u u _ _ (HM'O+) _ u m HM'O _ m _ _ HM'O- __m _ M'O-(série 3)

L'élaboration de la classification repose sur l'articulation des diverses séries obtenues, par le biais de leurs entités communes qui constitueront autant d'entités "charnières".

Exemples: Séries Entités communes ou"charnières" 1 et 2 u m _ H+

1 et 3 _ u u u _ _ u u _ _ _

3 et 5

u

u________

M'O-En aniculant entre elles les séries, par l'intermédiaire de leurs entités communes, on obtient la classification des formules génériques des divers types d'entités que l'on a coutume de rencontrer en chimie minémle.

3.2.2. Exploitation de la classification générale des types d'entités àdes fins prévisionnelles. 3.2.2.1. Informations que l'on peut tirer d'une série: toute entité intermédiaire d'une série peut se transformer en une autre de la même sérieà l'occasion d'un gain ou d'une perte d'un des extrêmes de la même série, qualifié d'extrême transférable; les entités susceptibles de céder ou de capter l'extrême transférable se retrouvant aisément comme suit:

Entités susceptibles de donner des H+." Entités susceptibles de capter des H+

1 /

1/

'

!

~~

H+

---i-

2-. '---v---' 1

Entité transférable Entité exclusivement 1Entités amphotères '1 Entité exclusivement

acide 1 •basique

1 1

Pouvoirs donneurs dejH+ décroissants 1

i i II'

Pouvoirs capteurs de H+ décroissants

Of

i

i

3.2.2.2.Recherche des interactions potentielles entre deux entités : Les entités appartiennent à une même série, une simple analyse montre que:

1.Si les deux entités mises en présence sont immédiatement voisines, on ne peut s'attendreàdes réactions aboutissantàune modification de la composition du milieu réactionnel.

, + H + ,

H+ __m m H30 + n o n H20 u m m OH- m ' _ 0

2-'::H+---'"

2. Si les deux entités laissent entre eUes un intermédiaire, eUes sont susceptibles de l'engendrer par réaction d'uniformisation.

y+H~

H+ n m ' __ H30 + __u __ u H20 m • • • • _ OH- n m m 0

2-'--H+.-A

3. Si les deux entités laissent entre eUes deux intermédiaires, elles sont susceptibles, selon leurs proportions lors de leur mise en présence, d'engendrer ou un mélange des 2 intermédiaires ou exclusivement un de ceux-ci.

4. Si les deux entités sont identiques, elles pourront à l'occasion d'une réaction de différenciation engendrer les 2 entités qui l'encadrent dans le série...si une des entités susceptibles de se former s'élimine du champ réactionnel!

~H+"'.,

H+

_mm_

n__

_nmn

_.u____

2. ou les séries se raccordent par l'intennédiaire de série(s)-"pont" [série(s) reliant les ions de signes contraires des 2 séries].

Dans les deux cas, il est possible de prévoir les interactions impossibles et potentielles et pour ces dernières, ilest même possible de discuter de leur "faisabilité".

3.2.3. Extension de la méthode : Dans cette première partie, seules les réactions de métathèses (réactions sans variation d'étages d'oxydation) ont été traitées; la méthode s'applique aussi aux réactions d'oxydo-réduction dans lesquelles les "séries Rédox" ont évidemment comme extrême transférable l'électron!

Laméthode s'applique aussiàla "redécouverte" des propriétés et modes de préparation des composés organiques...et enfin, elle pennet même d'uniformiser les techniques d'équilibration des équations de métathèse et d'oxydo-réduction.