Effets du solvant sur la réaction chimique

Un solvant peut être n'importe quelle substance qui se transforme en solution en dissolvant un soluté solide, liquide ou gazeux. Le solvant est généralement un liquide, mais peut également être un solide ou un gaz.

Dans notre vie quotidienne, nous trouverons le meilleur exemple de solvant, qui n'est autre que l'eau.

Les utilisations courantes du solvant vont des agents de nettoyage à sec, des diluants à peinture, des dissolvants pour vernis à ongles, des colles, des détachants, des détergents et des produits de soins personnels comme les parfums

Exemples de solvants

Toluène

Acétone

Acétate de méthyle

Hexane

Éthanol

Les solvants trouvent diverses applications dans les industries chimiques, pharmaceutiques, pétrolières et gazières, y compris dans les synthèses chimiques et les procédés de purification.

La plupart des autres solvants couramment utilisés sont des produits chimiques contenant du carbone. Ceux-ci sont appelés solvants organiques. Les solvants ont généralement un point d'ébullition bas et, par conséquent, ils s'évaporent facilement ou peuvent être éliminés par un processus simple appelé distillation, laissant ainsi la substance dissoute derrière. Les solvants sont de nature inerte, car ils ne réagissent pas chimiquement avec les composés dissous. Ceux-ci peuvent également être utilisés pour extraire les composés solubles d'un mélange, l'exemple le plus courant est la préparation de café ou de thé avec de l'eau chaude.

Classifications des solvants

Les solvants sont essentiellement regroupés en solvants non polaires, aprotiques polaires et protiques polaires.

Effets du solvant sur la réaction chimique

Les solvants peuvent avoir un effet sur diverses propriétés des substances telles que la solubilité, la stabilité et les taux de réaction

Effets des solvants sur la solubilité

Un soluté ne se dissout dans un solvant que lorsqu'il forme des interactions favorables avec le solvant. Ce processus de dissolution dépend entièrement du changement d'énergie libre du soluté et du solvant. Cette énergie libre de solvatation dépend à son tour de plusieurs facteurs.

Effets des solvants sur la stabilité

Différents solvants peuvent affecter la constante d'équilibre d'une réaction par stabilisation différentielle du réactif ou du produit. L'équilibre est déplacé dans le sens de la substance préférentiellement stabilisée. Une stabilisation du réactif ou du produit peut se produire par l'une des différentes interactions non covalentes avec le solvant telles que la liaison H, les interactions dipôle-dipôle, les interactions de van der waals, etc.

Dans un autre cas, l'équilibre d'ionisation d'un acide ou d'une base est affecté par un changement de solvant. L'effet du solvant n'est pas seulement dû à son acidité ou sa basicité mais aussi à sa constante diélectrique et à sa capacité à solvater préférentiellement et donc à stabiliser certaines espèces dans des équilibres acido-basiques. Une modification du pouvoir solvatant ou de la constante diélectrique peut ainsi influencer l'acidité ou la basicité.

Effets des solvants sur les taux de réaction

Les solvants peuvent affecter les taux par des effets d'équilibre-solvant qui peuvent être expliqués sur la base de la théorie de l'état de transition. Essentiellement, les vitesses de réaction sont influencées par la solvatation différentielle du matériau de départ et l'état de transition par le solvant.

Autres effets des solvants

Le solvant utilisé dans les réactions de substitution détermine intrinsèquement la nucléophilie du nucléophile. En tant que telles, les conditions de solvant affectent de manière significative les performances d'une réaction avec certaines conditions de solvant favorisant un mécanisme de réaction par rapport à un autre. Pour les réactions SN1, la capacité du solvant à stabiliser le carbocation intermédiaire est d'une importance directe pour sa viabilité en tant que solvant approprié. La capacité des solvants polaires à augmenter la vitesse des réactions SN1 est le résultat de la solvatation par le solvant polaire de l'espèce intermédiaire réactive, c'est-à-dire le carbocation, diminuant ainsi l'énergie intermédiaire par rapport au matériau de départ.

Réactions SN1

La réaction SN1 est une réaction de substitution en chimie organique. « SN » signifie substitution nucléophile et le « 1 » représente le fait que l'étape déterminant la vitesse est unimoléculaire. La réaction implique un carbocation intermédiaire et est couramment observée dans les réactions d'halogénures d'alkyle secondaires ou tertiaires dans des conditions fortement basiques ou, dans des conditions fortement acides, avec des alcools secondaires ou tertiaires.

Réactions SN2

La réaction SN2 est un type de mécanisme de réaction courant en chimie organique. Dans ce mécanisme, une liaison est rompue et une liaison est formée de manière synchrone. SN2 est une sorte de mécanisme de réaction de substitution nucléophile.

Le cas des réactions SN2 est assez différent, car l'absence de solvatation sur le nucléophile augmente la vitesse d'une réaction SN2.

Les réactions impliquant des complexes de métaux de transition chargés (cationiques ou anioniques) sont considérablement influencées par la solvatation, en particulier dans les milieux polaires.

© Article WOC

Pour contacter l'auteur, envoyez un e-mail :[email protected]