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28 juillet 2015 2 28 /07 /juillet /2015 19:15

Note : cette série d'articles ne se lit pas de haut en bas ! Utiliser les liens ci-dessous pour naviguer.

 

Introduction

http://etoiledumarin.over-blog.com/2015/07/notions-de-base-en-chimie-introduction.html

I La chimie, une science centrale

http://etoiledumarin.over-blog.com/2015/07/notions-de-bases-en-chimie-la-chimie-une-science-centrale.html

II Blocs et particules

http://etoiledumarin.over-blog.com/2015/07/notions-de-base-en-chimie-blocs-et-particules.html

III Réactions chimiques

http://etoiledumarin.over-blog.com/2015/07/notions-de-base-en-chimie-reactions-chimiques.html

IV Artifice et spontanéité

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V Chimie organique

La chimie organique concerne tous les composés possédant un ensemble C-H (atome de carbone lié à un atome d'hydrogène). Cela concerne les formes vivantes mais aussi le charbon, le pétrole et le gaz naturel, résidus de plantes anciennes de plusieurs millions d'années.

La chimie organique possède une nomenclature que je trouve très bien foutue, je vous en donne un aperçu :

Notions de base en chimie : Chimie organique

Les plastiques sont fait à partir du pétrole. L'industrie du plastique représente 5 % de l'utilisation du pétrole1. Étant donné que la chimie du pétrole est la même que celle des plantes, on peut s'attendre à pouvoir fabriquer du plastiques avec des plantes cultivées.

Le plastique, souvent considéré comme matériau peu noble, a des avantages. On peut lui donner la forme que l'on veut, la couleur que l'on veut, les températures de travail ne sont pas aussi élevées que celles de la métallurgie : de l'ordre de quelques centaines de °C pour les plastiques et de l'ordre de 1000 °C pour les métaux.

Les plastiques sont ce qu'on appelle des polymères. Un polymère est une molécule faite d'une succession linéaire d'éléments identiques. Vu au microscope, cela donne un aspect de plat de spaghetti.

Notions de base en chimie : Chimie organique

Le polyéthylène mérite une attention particulière. C'est le plus simple des plastiques, il faut s'attendre à peu de mauvaises surprises lorsqu'on travaille dessus. L'une de ses formes, le polyéthylène de masse molaire très élevée2 sert à la confection de gilets pare-balles. Étonnant quand on sait que c'est la molécule plastique la plus simple.

Représentation d'une branche de polyéthylène.

Représentation d'une branche de polyéthylène.

Notes :

 

1 : Vincent VERNEY, conférence sur les plastiques du 23 octobre 2013.
2 : en anglais UHMWPE pour Ultra High Molecular Weight PolyEthylene.

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28 juillet 2015 2 28 /07 /juillet /2015 19:06

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II Blocs et particules

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V Chimie organique

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IV Artifice et spontanéité

Observez cette gradation :

grains de blé cueillis/farine/pain/brioche/chocos mousse

Des grains de blé cueillis.

Des grains de blé cueillis.

Des chocos-mousse.

Des chocos-mousse.

On va du moins artificiel au plus artificiel.

Cultiver des grains de blé, est-ce que c'est artificiel ou pas ?
Faire de la farine, est-ce que c'est artificiel ou pas ?

En fait, la frontière entre ce qui est artificiel et ce qui ne l'est pas, n'est pas très nette.

De notre point de vue, ce qui est artificiel est ce qui a été fait par des êtres humains... Mais d'un autre point de vue ?

Du point de vue des fourmis, cet édifice est artificiel.

Du point de vue des fourmis, cet édifice est artificiel.

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27 juillet 2015 1 27 /07 /juillet /2015 21:15

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II Blocs et particules

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V Chimie organique

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III Réactions chimiques

Parfois quand on mélange des blocs, il se produit quelque chose. Un exemple simple :

Notions de base en chimie : Réactions chimiques
Notions de base en chimie : Réactions chimiques

Un petit bloc de sucre mélangé dans un bloc d'eau semble disparaître partiellement... Mais il suffit de goûter pour se rendre compte qu'un nouveau goût est apparu, le goût du sucre (et ma foi la plupart des gens aiment ça).

Si on mélange un bloc d'eau avec un bloc de terre sèche, pas mal de choses peuvent changer ! En effet, la vie peut s'emparer de la matière, la faire passer d'inerte à animée.

Tel est l'objet d'étude de la chimie : les transformations de la matière.

Avec le concept de particules a émergé un formalisme que je vais vous illustrer. Il s'agit d'un exemple se basant sur un cas de la vie courante, le gaz pour cuisiner.

À échelle humaine.

À échelle humaine.

Avant : 1 molécule de méthane, 2 molécules de dioxygène.

Avant : 1 molécule de méthane, 2 molécules de dioxygène.

Après : 1 molécule de dioxyde de carbone, 2 molécules d'eau.

Après : 1 molécule de dioxyde de carbone, 2 molécules d'eau.

Attention, le nombre de molécules qui réagissent est en fait beaucoup plus élevé. Mais le bilan microscopique donne les proportions : pour une molécule de méthane réagissent deux molécules d'oxygène.

 

Que représente chaque couleur ?

Le noir représente le carbone.
Le rouge représente l'oxygène.
Le blanc réprésente l'hydrogène.

Avec des lettres :

C : carbone
O : oxygène
H : hydrogène

Deux processus interviennent dans toutes les réactions chimiques : la fusion et la fission. Pour réagir, les molécules ont besoin de se rencontrer !

Fusion et fission, composition et décomposition. Deux personnages éternels de la chimie.

Fusion et fission, composition et décomposition. Deux personnages éternels de la chimie.

Il est difficile de savoir ce qui se passe pendant une réaction. Mais on peut l'imaginer. On peut imaginer que les réactifs fusionnent 2 par 2 puis fissionnent un par un.

C'est à ce niveau que se joue toute la mécanique.

En résumé, on peut écrire un bilan de la réaction :

CH4 + 2 O2 -> CO2 + 2 H2O

Question : où est le méthane ?

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27 juillet 2015 1 27 /07 /juillet /2015 21:01
Notions de base en chimie : Blocs et particules

Ce que vous voyez à travers la bouteille est un bloc d'huile. Ne cherchez pas ce concept ailleurs, c'est moi qui l'ai inventé. Contrairement à un bloc de bois, il est déformable1.

Des blocs de bois.

Des blocs de bois.

Les chimistes ont commencé à mélanger des blocs et ont vu les choses se transformer.

Avec Lavoisier (1743-1794) et progressivement au XIXème siècle, les chimistes se mettent à penser qu'on ne peut comprendre les choses qu'avec des objets minuscules et invisibles, les atomes, qui seraient des constituants des blocs. Ce qui est étrange, c'est que le concept de blocs a été conceptualisé après celui des atomes alors que c'est pourtant lui qu'on rencontre en premier...

Un progrès fantastique pour la science a été effectué lorsqu'on a obtenu ça :

Une image des atomes.

Une image des atomes.

On sait aujourd'hui que les atomes existent parce qu'on les a vus et que leur taille est d'environ... un dixième de milliardième de mètre.

Est-ce qu'on sait ce qu'est un atome ? Répondre "Oui". serait prétentieux.

Dans la théorie, on voit les atomes comme des particules.

particule : objet qu'on assimile à un point infiniment petit de façon à le plier au concept de distance

En pratique on dit que le point a un... ou plusieurs rayons, comme dans le modèle que vous pouvez voir ci-dessous pour un objet assez gros.

Notions de base en chimie : Blocs et particules

En réalité, la matière n'est pas un ensemble de blocs, la matière n'est pas un ensemble de points infiniment petits : ce sont juste des façons de voir les choses.

1 : En théorie, tout objet est déformable.

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27 juillet 2015 1 27 /07 /juillet /2015 20:57

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I La chimie, une science centrale

 

La chimie fait partie, avec la psychologie, des sciences majeures qui occupent une place centrale. Un bon schéma résumera mon propos :

Notions de bases en chimie : La chimie, une science centrale
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27 juillet 2015 1 27 /07 /juillet /2015 20:33

La chimie existe-t-elle sans l'Homme ? Les produits chimiques sont-ils des produits dangereux ? À quel point la nourriture est-elle chimique ?

Dans l'optique d'un débat éclairé, je publie ici ces quelques notes sur les notions de bases de ce domaine au carrefour des sciences qu'est la chimie.

 

I La chimie, une science centrale

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II Blocs et particules

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