synthèse de l'éther diéthylique

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Bapt
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synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Bapt » 10 Sep 2019, 18:41

Bonjour,

J'ai voulu réaliser la synthèse de l'éther, pour ce faire j'ai utilisé la ressource de sciences amusante:
https://wiki.scienceamusante.net/index. ... th%C3%A8se

Malgré 2 tentatives, l'expérience est un échec. De l'éther c'est bien formé dans le ballon de réaction (ça j'en suis sur), mais n'est pas/très très peu arrivé dans le ballon de récupération. A chaque fois, malgré un chauffage très lent et doux, le thermomètre de tête de colonne n'est jamais monté à 36°c, il passe directement à 79 (T° ébullition de l'éthanol).

Note: -Je ne possède pas d'ampoule de coulée, j'ai l'ai donc remplacé par une seringue plantée dans un bouchon avec un joint (le tout étanche),
j'ai donc ajouté l'acide sulfurique millilitre par millilitre mais tout de même plus rapidement qu'au goûte à goûte. Cela à t'il perturbé la
réaction?
-J'ai effectué une distillation non-fractionnée
J'ai vu que d'autres chimistes (NileRed https://www.youtube.com/watch?time_cont ... Z2oE8-uthU et myst32YT https://www.youtube.com/watch?v=ytdO3YzXNkQ) utilisent des procédés plus long et complet que ceux de sciences amusantes, la différence peut elle venir de là? Ai-je fais une erreur (je ne pense pas qu'il puisse s'agir d'une erreur de manipulation, 2 fois de suite ce serait trop)? Avez vous une idée de ce qui as pu ce produire?
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Maurice
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Maurice » 10 Sep 2019, 21:25

Bonjour,
Tu t'y es peut-être mal pris. Au début on effectue une mélange d'éthanol et d'acide sulfurique. Il faut faire le mélange lentement en versant lentement l'acide dans l'alcool. L'opération risque de dégager de la chaleur et de produire des giclures si on fait le mélange brutalement. Il faut mettre un excès d'alcool. Le volume d'acide sulfurique concentré ne doit pas être supérieur à la moitié de celui d'alcool. Après cela, tu homogénéises le mélange en agitant doucement, et tu y ajoutes des fragments de porcelaine ou des pierres à distiller.
Ceci fait, tu peux commencer à recueillir l'éther par distillation. Tu mets le tout dans un ballon muni d'un thermomètre et d'un réfrigérant latéral dans lequel les vapeurs vont se condenser. Tu chauffes alors lentement le ballon. Tu verras les premières bulles de gaz se former quand la température dépasse 30°C. Elles vont se condenser dans le réfrigérant, s'il est bien réfrigéré par un courant d'eau froide. La température va se stabiliser vers 34°C - 35°C. Et tu récoltes de plus en plus d'éther condensé dans le réfrigérant.
La température n'atteint 78°C que s'il y a vraiment très peu d'acide, ou s'il y en a vraiment trop, et qu'on risque de produire de l'éthène au lieu d'éther. C'est ce qui se passe si on mélange autant d'acide que d'éthanol.

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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Bapt » 11 Sep 2019, 01:00

Bonsoir,

Merci de votre réponse. En ce qu'y concerne les proportions je pense qu'elles étaient correctes (Et je ne me serais pas trompé 2x d'affilé):j'avais bien l'éthanol en excès (10ml d'H2SO4 pour 25 ml d'éthanol). Quel est le rôle de la porcelaine/pierre à distiller? Eviter les bouillonnements? Certe je n'ai pas utilisé de pierres/porcelaine mais je doute que cela aie fossé la réaction. Myst32YT ajoute du dioxyde de silice et je n'ai pas compris pourquoi? Enfin, lors de la purification, quel est l'avantage d'utilisé des sels pour déshydraté l'éther? (Celui-ci étant de toute façon peu soluble dans l'eau.) Et si il y a vraiment un avantage pour l'utiliser à l'avoir déshydraté, pourrais-je remplacer les sels qu'ils utilisent (que je n'ai pas sous la main) par du sulfate de magnésium? #-/

Merci beaucoup :+1:
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Maurice » 12 Sep 2019, 21:45

Bonsoir,
L'élher dissout facilement un peu d'eau. Or cette petite proportion est extrêmement néfaste dans certaines réactions, comme les synthèses de Grignard, qu'on effectue dans l'éther anhydre. Dès qu'il y a la moindre trace d'eau dans l'éther utilisé, la réaction de Grignard ne marche pas.

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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Bapt » 12 Sep 2019, 22:07

Bonsoir,
Ok très intéressant je note. ça me ramène alors à l'une de mes questions: Le sulfate de Mg peut-il rendre l'éther anhydre? Car dans mon cas c'est ce que j'ai sous la main et j'aime bien cette option car le sulfate de Mg est quasi inerte et réutilisable après cuisson (il relargue l'eau qu'il a capté pour redevenir anhydre).

Merci encore
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar darrigan » 12 Sep 2019, 22:14

Dans les flacons d'éther, on mettait du sodium métallique sous forme de fil, que l'on obtenait par extrusion dans une presse. Le sodium réagit avec la moindre trace d'eau pour former NaOH qui est insoluble dans l'éther. Le flacon ne doit pas être bouché de façon étanche pour éviter toute surpression ; en général on mettait un bouchon traversé d'un tube en forme de siphon contenant de l'huile de vaseline dedans (pour éviter d'utiliser du mercure comme ça se faisait à une époque).

Autre solution : utiliser du tamis moléculaire que l'on verse dans le flacon.

L'éther diéthylique :sgh02: :sgh07: a un très bas point d'ébullition (34,6 °C), il faut le conserver à l'abri de la lumière, de la chaleur, et de préférence dans une armoire ventilée, ou une pièce ventilée et fraiche.
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Bapt » 12 Sep 2019, 22:52

Oui c'est une bonne idée que vous proposez là (d'autant plus qu'il me semble que l'hydroxyde de sodium empêche la formation de peroxydes :sgh01: , Qqn peut-il confirmer?) cependant il se pose 2 problèmes dans mon cas:

-l'éther est volatile, le syphon suffit-il vraiment à empêcher toute inhalation? Même avec une armoire ventilée (artisanal) je n'aime pas l'idée d'avoir des vapeurs nocives qui se baladent.
-Je n'ai pas de Na pure sous la main et je ne vois pas où en obtenir, de plus l'idée d'en stocker me plais de façon mitigée vis à vis des risques avec l'humidité que cela représente et je n'ai pas d'huile de paraffine non plus (même si ça je peux en obtenir).

La solution du tamis me semble plus intuitive mais quoi: Charbon actif pris dans un filtre de masque? Le sulfate de Mg pour en revenir à lui peut-il être considéré comme un tamis?

Merci pour votre réponse
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Maurice » 13 Sep 2019, 10:43

Bonjour,
Les vapeurs d'éther ne sont pas nocives à proprement parler. On l'a utilisé au 19ème siècle comme anesthésiant. On dit que la reine Victoria s'est fait endormir à l'éther lors de l'accouchement de son premier enfant.
Mais finalement, quel est ton but dans toute cette aventure ? Faire un peu d'éther, c'est fort bien. Mais est-ce que tu veux l'utiliser ensuite ? Moi je faisais cette distillation en classe pour montrer aux élèves comment on s'y prend. Mais je n'utilisais pas vraiment le peu d'éther que j'avais préparé.

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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar darrigan » 13 Sep 2019, 12:09

Vous êtes tous les deux en Suisse. Vu d'ici c'est comme si vous étiez tout près ;-) Pourquoi ne pas réaliser cette expérience ensemble ? :salut:
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Maurice » 13 Sep 2019, 14:46

Bonjour,
C'est vrai que nous pourrions nous rencontrer. J'habite aux environs de Lausanne. Est-ce que Bapt entre en matière ?

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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Bapt » 13 Sep 2019, 15:31

Maurice a écrit :Bonjour,
C'est vrai que nous pourrions nous rencontrer. J'habite aux environs de Lausanne. Est-ce que Bapt entre en matière ?


Yes à fond!!! :joie:

Je vous ai d’ailleurs écrit hier en mp à ce sujet.

J'avoue que je considère les vapeurs comme nocives du fait de leurs propriétés anesthésiantes même s'il est vrai que l'on ne peut pas parler de toxique. Concernant le but, heu, he ben il n'est pas très clair pour moi non plus #-/ :-D C'est plus par intérêt et curiosité. Pour la petite histoire, nous (ma classe) en avons utilisé en tp pour anesthésier des drosophiles mutants et j'ai demandé par curiosité à mon prof qu'elle était donc ce mystérieux anesthésiant: Il a seulement réussi à bredouiller une phrase ou deux et par articuler "éther". J'ai donc fait mes recherches dans mon coin et quand j'ai vu que ça semblait synthétisable avec mon setup, je me suis lancé.
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar cycy » 14 Sep 2019, 14:36

Bonjour,

A ma connaissance (et de manière pratique, j'ai du en faire 4 ou 5 litres dans ma vie pour préparer des magnésiens ou faire des extractions) il faut chauffer le mélange éthanol-acide sulfurique pour produire l'éther car plusieurs réactions sont en compétitions : la formation du sulfate d'éthyle qui se fait à relativement basse température, la formation d’éther diéthylique par condensation intermoléculaire à température intermédiaire (140-150°C environ) et ensuite la formation d'éthylène par élimination à partir de 160-170°C.

Le jeu c'est donc d'arriver à maintenir une température d'environ 145°C dans le milieu réactionnel sans dépasser sinon on plombe notre rendement.
Cela dit ça n'est pas suffisant car à 145°C, l'éthanol est gazeux sauf si on se débrouille pour chauffer initialement le mélange réactionnel avec un peu d'éthanol et tout l'acide sulfurique nécessaire à la réaction à 145°C et qu'on ajoute la suite de l'éthanol par une ampoule de coulée au fur et à mesure que l'éther distille. Ainsi l’atmosphère dans le montage est saturé de vapeur d'éther : l'éthanol reste donc liquide dans le ballon (malheureusement pas complètement : on est pas chez les bisounours ^^) et a le temps de se condenser bien tranquillement pour former l'éther.
Il suffit de vérifier qu'en tête de colonne la température ne dépasse pas les 40°C et le tour est joué : on peut en faire des litres et des litres avec cette méthode.

Ensuite il faut le distiller sur KOH (pour déperoxyder) pour éliminer au maximum l'éthanol qui aura distillé avec, puis le sécher une première fois avec CaCl2 par ex, puis le sécher et éliminer le reste de l'éthanol en plaçant du sodium métallique dedans, puis le redistiller pour récupérer l'éther a peu près pur et on le stock sur sodium métallique pour éviter la formation des peroxydes et le garder relativement sec...

PFiouuuu en bref c'est un parcours du combattant mais ça se fait bien si on en fait des quantités raisonnables à chaque fois.

Sachant que le must du must pour être sûr qu'il est anhydre et deperoxydé c'est de le mettre en présence de benzophènone et de sodium. Quand on observe une coloration bleue on est sûr qu'on peut l'utiliser et qu'il est exempt de peroxydes organiques ( :sgh01: ) et d'eau qui peut gêner pour certaines réactions.

Après tout ça, on a vérifié par GCMS et il est aussi pur (voire parfois même plus) que le standard for synthesis de Sigma Aldrich.

Je te conseille les vidéos de NIleRed ou Doug's lab pour en savoir un peu plus sur la synthèse en elle même...

Cdlt,

CB

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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar Bapt » 15 Sep 2019, 16:07

Bonjour,

Merci, vous avez mis le doigt pile sur mon erreur. Mon ballon était à une température bien inférieur à 140°C donc j'ai majoritairement distiller de l'éthanol et formé un chouilla d'éther, juste assez pour en sentir l'odeur mais pas pour pouvoir être utilisé. La distillation doit donc être fractionnée avec une t° de 145°c dans le ballon et 36 en tête de colonne. (Il serait peut être utile de mentionner cette température dans le wiki.)
J'aime bien la méthode que vous proposez, je la garde en tête s'il me prend l'idée d'en fabriquer en grande quantité mais pour l'instant je vise ~50 ml.
Je trouve formidable la pureté que vous avez atteinte, avec un dispositif somme toute assez simple. En ce qui concerne la conservation en présence de sodium élémentaire, cela semble compliqué pour moi car aucun de mes fournisseurs n'en vendent, mais est-ce vraiment nécessaire pour 50ml d'éther dans du verre foncé? Quel quantité de peroxyds peut-il se former et en combien de temps?

Merci beaucoup pour votre réponse détaillée.
Merci aussi pour Doug's lab, je ne connaissais pas.

Je vais retenter l'expérience (le temps de mettre la main sur un vigreux de petite taille, j'en ai un mais il est trop grand pour ma modeste hotte), je vous tiens au courant.

Merci encore à tous pour vos précieuses réponses.
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Re: synthèse de l'éther diéthylique

Messagepar cycy » Hier, 08:40

Bonjour,

C'était aussi mon erreur au début...

Le sodium élémentaire est surtout utile à la suppression de l'eau dans l'éther, le fait qu'il soit dé-peroxydant est à mon avis principalement dû au fait que le sous produit de sa réaction avec l'eau est de l'hydroxyde de sodium qui elle est une base relativement forte dé-peroxydante (vous pouvez donc substituer Na métallique par NaOH ou idéalement KOH)
Pour la formation des peroxydes il est difficile de dire à quelle point elle se fait vite, le plus simple restant d'en vérifier la présence empiriquement avant de le distiller en l'agitant avec un solution de Fe2+ ou de I-, si on observe la coloration Fe3+ I2.

Je pourrais aussi vous envoyer un peu de sodium si vous le voulez (contacter moi en MP si c'est le cas)

Bonne chance pour ce second round,

CB


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