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TP de chimie organique
Page actualisée le
08 février 2012
Remise en
cause et mise au point de protocoles -
Techniques chromatographiques -
Divers (chimie verte..) -
OUTILS -
Protocoles
Voir aussi les dossiers pédagogiques
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Nouveautés
Les calculs en
chromatographie (X. Bataille, ENCPB, Paris) :
Bilan
sur les calculs chromatographiques.pdf
Recommandations :
Plus de mercure dans les laboratoires…
Suite aux récentes dispositions prises par le parlement
européen (appelée « Interdiction des exportations de mercure métallique et
stockage du mercure métallique »), il est désormais préférable de ne plus
pratiquer de manipulations impliquant du mercure ou des sels de mercure. Cette
disposition touche :
- la polarographie à goutte de mercure,
- la potentiométrie à cupule de mercure ou électrodes
amalgamées,
- les manipulations utilisant des sels de mercure (DCO,
hydratation des alcynes etc.),
- mais concerne également les électrodes de référence au
calomel et de sulfate mercureux.
Pour l’instant, il est recommandé de continuer à utiliser ces
électrodes de référence mais d’envisager de les remplacer progressivement par
d’autres électrodes (AgCl/Ag, par exemple).
Pour info :
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ENTRE « TP CLASSIQUE » ET DEMARCHE
D’INVESTIGATION OU DE LA REACTION DE CANNIZZARO A LA CONCEPTION DE
FICHES SUR LES TECHNIQUES DE LA CHIMIE ORGANIQUE par Nicolas Cheymol
(CPGE, PC, ENCPB, Paris) :
Lors de la réalisation de
la réaction de Cannizzaro - dont le
protocole expérimental a été fourni aux étudiants
et la réaction réalisée dans son ensemble par chaque binôme
- il a été demandé à chaque groupe de
concevoir une fiche sur une des techniques rencontrées dans
le protocole.
La fiche devait expliquer et détailler l’ensemble
des gestes à effectuer et illustrer
chaque étape par une photo :
tp_fiches_techniques_organiques.pdf
-
tp_fiches_techniques_organiques.zip
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TP Formulation d'un comprimé de lidocaïne
version mars 2009
(X. Bataille, ENCPB, Paris) :
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ChemtoolBox par Julien Nicolas
(Faculté de Pharmacie, Université Paris-Sud XI, Châtenay-Malabry )
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Chemtoolbox_fr_1.0.1.exe, le couteau
suisse du laborantin. Données sur les solvants, sur les constantes
thermodynamiques en solution aqueuse, sur les éléments chimiques, des tables de
données de RMN-1H et 13C, possibilité d'effectuer des
calculs (concentration, dilution etc).
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Sur le site
ChemToolBox :
http://chemtoolbox.free.fr. |
Calculs chromatographiques (X. Bataille,
ENCPB) : calculs_chromatographiques.pdf
Méthode de la normalisation interne (coefficient
de réponse massique relatif, calcul des pourcentages
massiques,calcul des pourcentages molaires)
: exemple d’analyse CPG d’une substitution compétitive d’ions chlorure
et bromure sur le butanol. Conclusion sur la méthode
Méthode de l’étalon interne (coefficient de
réponse relatif du produit par rapport à l’étalon, calcul
des pourcentages massiques) : exemple d’analyse en CLHP
de la réduction du benzile en hydrobenzoïne (préparation
de l’étalon et préparation de l’échantillon).
Fichier Excel :
Calculs CPG - CLHP. Version compressée :
calculs_chromato.zip.
Hydratation du
2-méthylbut-3-yne-2-ol en présence d’un catalyseur ionique métallique
: hydrargyrum.pdf
(X. Bataille, E. Beauvineau, M. Rivière, ENCPB, Paris)
Recherche d'un nouveau catalyseur
pour l'hydratation d'un alcyne.
Réduction(s), activations, CLHP et stéréochimie :
hydrobenzoine.pdf
(X. Bataille, ENCPB, Paris)
La réduction d’une fonction carbonyle par le
tétrahydruroborate de sodium, NaBH4, constitue un « classique » de
laboratoire. Le mode opératoire qui suit a été réalisé par des étudiants de
début de deuxième année de BTS-chimiste. Ce sujet est librement inspiré du sujet
n°3 de la session 2007 du BTS-chimiste.
Les objectifs étaient multiples :
-
le protocole était minimisé, il
fallait :
-
comparer une double réduction à
une simple réduction de groupement carbonyle,
-
comparer l’activation micro-onde
à l’activation thermique classique,
-
mettre en évidence l’intérêt de
réaliser une recristallisation,
-
exploiter au mieux les analyses
chromatographiques (CLHP, HPLC) et spectroscopiques,
-
déduire des analyses la
stéréochimie de la réaction.
Plan d'expériences :
Mise au point d'une méthode en Chromatographie Liquide Haute Performance (CLHP,
HPLC) en vue d'un dosage avec étalon interne par M. Rivière (ENCPB, Paris) :
La
Microchimie, une technique économique et écologique, par M. Rivière et C.
Denieuil (ENCPB, Paris): microchimie.pdf
(643 ko)
- Introduction
- Synthèse du camphre
- Réactions tandem : aldolisation et addition de Michaël sur
l'acétophénone ; préparation de la 3-(2-pyridiyl)-1,5-diphényl-1,5-pentanedione
- Synthèse du sulfanilamide (sulfamide)
- Bibliographie
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Remise en cause et mise au point de
protocoles
Suite à l'hydrolyse
du benzonitrile, voici un deuxième TP
dans la rubrique "mise au point d’un protocole expérimental de synthèse
organique". Il s'agit ici d'une estérification déplacée par un
Dean-Stark.
La mise au point d’un protocole expérimental de synthèse
organique, même si elle n’est pas exigible à l’examen du BTS-Chimiste, constitue
une activité particulièrement appréciée des étudiants. L’expérience décrite
ci-dessous a été réalisée sur plusieurs séances où s’alternent 2 h de
préparation en salle de cours et des séances de 4 h en salle de travaux
pratiques avec des étudiants de première année, tous titulaires d’un bac STL-CLPI.
C’est sous forme de questions / réponses que le protocole est mis au point puis
dans un deuxième temps appliqué par les étudiants. Le choix s’est porté sur un
grand classique : l’hydrolyse du benzonitrile en acide benzoïque.
Techniques chromatographiques
Feuille de calcul - Visualisation de
l’influence des différents facteurs - Influence de la
colonne - Influence de la longueur de la colonne -
Influence du diamètre de la colonne - Influence du diamètre des particules
- Influence de la longueur de la chaîne alkyle -
Influence de la température - Influence du débit
- Influence de la proportion en solvant organique -
Comment ça marche ? - Le temps mort (tm) et la porosité de la colonne (ε) - Le
facteur de rétention (k’) - La largeur à mi-hauteur (w1/2) - Equation fi(t)
- Annexe Isothermes de van’t Hoff.
 
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CLHP, HPLC.
Simulations de chromatogrammes en CLHP II. Simulation complète.
(X. Bataille, ENCPB, Paris) (janvier-février
2008)
Ce document illustre la feuille de calcul
simulation_clhp_v2.1.xls
(version février 2008).
Celle-ci permet de simuler des chromatogrammes ainsi que mettre en évidence
l’influence des différents facteurs sur une séparation en CLHP. Cette simulation
fonctionne en phase inverse et est applicable à n’importe quelle espèce. Le
principe de la simulation repose d’une part sur le paramétrage de la colonne et
de l’éluant et de la nature des constituants du mélange à analyser. Nous avons
choisi ici de modéliser la rétention à partir du logP, la constante de partage
eau-octanol.
Nature de la modélisation - Feuille de
calcul - Optimisation de la simulation -
Optimisation de la séparation - Exemples d’applications - Mélange phénacétine,
triphénylcarbinol, benzophénone et benzoate de méthyle - Mélange paracétamol,
phénacétine et 4-nitrobenzoate d’éthyle - Mélange
caféine, α-chlorodiméthylacétanilide, diméthylaniline et lidocaïne - Mélange
paracétamol et hydrobenzoïne - Mélange 1,3-diphénylacétone, benzaldéhyde et
tétracyclone - Mélange paracétamol et 1,3-dinitrobenzène
- Mélange paracétamol, acide 2-aminobenzoïque et acide 2-chlorobenzoïque
- Conclusion - Comment ça marche ? - Annexe.
Simulation des logP sous Chemsketch v.10 (ACDLABS).
TP d'initiation à la Chromatographie
en Phase Gazeuse (CPG)
par X. Bataille, E. Beauvineau (ENCPB, Paris).
Il s'agit d'un TP de prise en main d'une CPG par l'étude qualitative et
quantitative des différents
facteurs intervenants dans la séparation des constituants d'un mélange :
influence des propriétés physicochimiques des constituants,
nature de la colonne, du gradient de température, de la présence d'un
solvant etc. Tous nos remerciements à A. Meite pour la mise au point du
TP.
Exemples de résultats
Travaux dirigés de
chromatographie (X. Bataille, ENCPB, Paris)
(février 2007)
Les corrections sont disponibles : contacter
rn-chimie@education.gouv.fr
Travaux pratiques de
CLHP (C. Bazot et X. Bataille, ENCPB, Paris)
(février 2007)
Les corrections sont disponibles : contacter
rn-chimie@education.gouv.fr
Divers (chimie verte..)
L’environnement est désormais au centre des préoccupations des
mondes économiques et industriels. Il y a un peu plus de 15 ans, plusieurs
chercheurs se sont attachés à proposer des paramètres permettant de qualifier
une réaction du label de « chimie verte ». Nous proposons ici de rappeler et/ou
de définir les principaux paramètres rencontrés dans le domaine de la « Green
Metric » et de les appliquer à plusieurs exemples. Certains de ces paramètres
seront modifiés de façon à en simplifier leur utilisation dans un contexte
pédagogique. La "chimie verte"
s’attache avant tout à produire en minimisant les déchets, en réduisant au
maximum l’emploi de produits toxiques et en utilisant des réactions rapides et
efficaces. Après avoir exposé les paramètres, nous proposons de décrire une
feuille de calcul paramétrée de façon à effectuer les calculs et générer des
graphiques en « radar » (un heptagramme de réaction et un tétragramme incluant
les traitements post-réactionnels) illustrant le respect des principes de la
chimie verte. Cette feuille de calcul pouvant être utilisée dans le cadre de
préparation de travaux pratiques mais aussi dans l’enseignement de la synthèse
organique.
Mots clés :
Économie de carbone, EC,
(CE, Carbon Efficiency), Économie
d’atomes, EAt, (AE, Atom Economy),
Facteur Environnemental, ou Economie
de Matière, Em, (E
Factor), Efficacité Massique de Réaction, EMR,
(RME, Reaction Mass Efficiency), Paramètre
de Récupération de Matière, PRM, (MRP, Material
Recovery Parameter), Facteur stœchiométrique, FSt,
(FS, Stoichiometric Factor).
Fichier Excel
:
chimie-verte_vide.xls ;
chimie-verte_vide.zip. Ce fichier peut
être créé par les étudiants lors d'un TD d'informatique d'initiation à la
programmation de feuilles de calculs.
Outils
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Calculs de rendement en synthèse
organique
X. Bataille, E. Beauvineau (ENCPB, Paris).
- Fiche de sécurité et fiches de
renseignements des produits en synthèse
organique (novembre 2007) X. Bataille, E. Beauvineau (ENCPB, Paris).
Nous proposons ici des fiches à
remplir - pas nécessairement de façon exhaustive ! - avant d'entamer les
manipulations d'une séance de TP. Ces fiches servent à connaître les
caractéristiques des produits utilisés, ainsi que d'en estimer la
toxicité.
Une attention particulière sera portée
sur les CMR (Cancérigène, Mutagènes et Repro-toxiques).
Rubriques de la fiche de sécurité
:
- Réactifs / produits / solvants / catalyseurs /
sous-produits,
- Phrases R,
- Phrases S,
- Pictogrammes,
- CMR (Cancérogène : R40 – R45 –
R49, Mutagène : R46, Repro-toxique : R60 – R61 – R62 – R63),
- Port des lunettes,
- Port des gants,
- Port du masque,
- Travail sous hotte,
- Produit volatil en inflammable,
- Rejets possibles dans évier,
- Récupération.
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Rubriques de la fiche de
renseignements en chimie organique :
- Produit, Formule moléculaire,
- M / g.mol-1,
- Pureté,
- Etat physique à 25°C / 1 bar,
- Aspect,
- Tfus / °C,
- Téb / °C,
- d204,
- nD20,
- Espèce ionique,
- LogP (constante de partage eau
/ octanol : P = Coctanol / Ceau),
- μ / D (moment dipolaire),
- HA (nombre de sites de type
liaisons hydrogène accepteur) et
- HD (nombre de sites de type
liaisons hydrogène donneur).
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Fiches de résumé, E. Beauvineau
(ENCPB, Paris) (novembre 2007)
Le coefficient de
partage :
coefficient_de_partage.pdf
- Compositions centésimales :
compo_cent.zip.
- Calculs de force ionique de solutions électrolytiques
aqueuses, selon le modèle de Debye et Hückel :
force_ionique.zip.
- Expressions des résultats en chimie analytique
:
incertitud_chi_ana.zip.
- Bilans molaires et rendement :
reactif_pdt.zip
- Spectrophotométrie (gamme d'étalonnage, méthode
des ajouts dosés, exclusion des points aberrants) :
spectro.zip
Protocoles
- Dosage du phénol (pdf) par Claude Viel,
Lycée d'Arsonval, St Maur, académie de Créteil.
- Cinétique de saponification de l'éthanoate d'éthyle (saponification.pdf, niveau 2ème année de TS chimiste) par Henri Scordia et Patick
Lebourgeois, Lycée R.Schuman au Havre.
- TP de chimie organique du BTS-Chimiste par Christelle Viollon, Lycée H.Chardonnet de Châlon-sur-Saône.
V.
aussi : Annales du BTS-chimiste.
Thèmes
de
TP de chimie organique du BTS-Chimiste 1978-2001
par Claude
Viel, Lycée d'Arsonval, St Maur, académie de Créteil.
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