Synthèse d’un polymère : l’acétate de cellulose

Merci !

Exercices
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Les besoins et les réponses de l'organisme

De nombreux polymères appelé matériaux plastiques sont utilisés dans le domaine sportif pour leurs propriétés mécaniques remarquables et leurs propriétés chimiques intéressantes. L’acétate de cellulose est un de ces polymères :

Répondre aux questions suivantes en extrayant les informations nécessaires des documents fournis, en mobilisant vos connaissances et en rédigeant de manière argumentée.

1. La synthèse est-elle réalisée dans un milieu aqueux ou organique ?

2. On appelle catalyseur une espèce chimique qui permet d’accélérer la formation du produit. Identifier le catalyseur.

3. Préciser dans quelles conditions on doit effectuer cette synthèse au laboratoire.

4. La synthèse nécessite un chauffage à reflux.

Quel est l’intérêt d’un tel montage ? Schématiser et légender ce montage.

5. Dans l’étape 4, on utilise un filtre Büchner, quel est son rôle ?

Quel avantage présente ce dispositif ?

6. Expliquer l’intérêt du lavage.

7. Identifier les réactifs et le produit de la réaction.

8. Au regard de la structure des réactifs et du produit, rédiger quelques lignes expliquant les transformations réalisées au cours de cette synthèse.

Doc. 1. Protocole de synthèse de l’acétate de cellulose

l Étape 1 : Dans un ballon on place 0,25 g de coton et on ajoute 12 mL d’acide éthanoïque pur, utilisé comme solvant et quelques gouttes d’acide sulfurique concentré pour favoriser la réaction entre les réactifs.

Le ballon est placé dans un chauffe ballon et il est surmonté d’un réfrigérant.

On chauffe pendant une trentaine de minutes.

l Étape 2 : Le ballon est ensuite refroidit avec un bain d’eau froide.

On introduit par le haut du réfrigérant 12 mL d’anhydride éthanoïque par petites quantités.

On chauffe de nouveau, jusqu’à disparition complète du coton.

l Étape 3 : Après refroidissement, on ajoute 50 mL d’eau tiède en agitant : l’acétate de cellulose précipite.

l Étape 4 : Après refroidissement complet, on utilise un filtre Büchner.

On lave alors le produit plusieurs fois et on le sèche.

Doc. 2. Caractéristiques physiques de quelques espèces chimiques utilisées

Doc. 3. La cellulose 

La cellulose est l’un des nombreux polymères que l’on trouve dans la nature.

Le bois, le papier et le coton contiennent de la cellulose presque pure.

La cellulose est une excellente fibre.

Elle est faite de la répétition du monomère glucose.

C’est le même glucose que notre corps métabolise pour vivre.

La cellulose ne peut être assimilée par l’être humain mais sa présence dans l’alimentation favorise le transit intestinal et protège l’organisme contre le cancer du colon.

Doc. 4. Groupes caractéristiques