Pourquoi synthétiser ?

Extraire une espèce d'un produit naturel est souvent long, coûteux et limité par la ressource disponible. La synthèse permet de fabriquer la même espèce en quantité voulue, à partir de matières premières plus accessibles.

Elle permet aussi de produire des espèces qui n'existent pas dans la nature — la plupart des médicaments, des colorants et des matériaux modernes sont dans ce cas.

Les étapes d'une synthèse

Une synthèse au laboratoire suit presque toujours le même enchaînement.

On commence par introduire les réactifs dans un ballon, en quantités mesurées avec soin. On chauffe à reflux pour accélérer la réaction. On procède ensuite à l'isolement du produit, souvent par extraction ou par filtration. On le purifie, par exemple par recristallisation. Enfin on l'identifie et l'on calcule le rendement.

Le chauffage à reflux

C'est le montage caractéristique du chapitre, et il faut comprendre pourquoi il combine deux éléments.

Le chauffage accélère la réaction : à température plus élevée, les entités se rencontrent plus souvent et plus violemment. Mais chauffer un mélange le fait bouillir, et les vapeurs s'échapperaient.

Le réfrigérant résout ce problème : les vapeurs y rencontrent une paroi froide, se condensent et retombent dans le ballon. On peut donc chauffer aussi longtemps qu'on veut sans rien perdre. C'est bien la combinaison des deux — chauffer et condenser — qui fait l'intérêt du montage ; chacun pris isolément ne suffirait pas.

Attention à un point souvent mal compris : le chauffage change la durée de la réaction, pas son état final. Chauffer plus fort ne produit pas davantage de produit ; cela produit la même quantité, plus vite.

Le rendement

Le rendement compare la masse de produit réellement obtenue à celle qu'on aurait obtenue si la réaction avait été totale. Il est toujours inférieur à 100 %, pour des raisons concrètes : une partie du produit reste dans le ballon, se perd lors des transferts, ou n'a pas réagi.

Un rendement de 70 % est déjà un bon résultat au laboratoire. Un rendement supérieur à 100 % signale nécessairement une erreur : le plus souvent, un produit mal séché, dont on pèse aussi le solvant résiduel.