Wikipédia:Sélection/Chimie

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Acétone

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L’acétone (aussi connue sous les noms de diméthylcétone, 2-propanone, propan-2-one et béta-cétopropane), de formule chimique CH3COCH3 est le composé le plus simple de la famille des cétones. C'est un liquide transparent et inflammable, très utilisé comme solvant dans l'industrie et en laboratoire. C'est un composé à la base de la fabrication de plastiques, de médicaments et autres produits chimiques. L'acétone est également le principal constituant du dissolvant utilisé pour retirer le vernis à ongles.

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Acide acétique

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L'acide acétique ou acide éthanoïque est un acide organique faible de formule chimique CH3COOH. Il est naturellement présent dans le vinaigre auquel il donne son goût piquant. Synthétisé pour la première fois à partir de composés inorganiques en 1847 par Hermann Kolbe, il est majoritairement produit à l'heure actuelle par carbonylation du méthanol. C'est un réactif très utilisé dans l'industrie, notamment comme additif alimentaire ou dans la fabrication de plastiques. Il est produit naturellement dans le corps humain au cours de la dégradation de l'éthanol.

Acide aminé

Diagramme de Venn des propriétés des acides aminés.

Un acide aminé est une molécule organique possédant un squelette carboné et deux fonctions : une amine (-NH2) et un acide carboxylique (-COOH). Les acides aminés sont les unités structurales de base des protéines dans lesquels ils sont liés par liaison peptidique. Les atomes de carbone de la chaîne carbonée sont ordonnés par rapport au groupe carboxyle et nommés par une lettre grecque : l’atome de carbone directement lié au groupe carboxyle est le carbone \alpha, et si le groupe amino est aussi sur ce carbone, il s’agit d’un acide carboxylique aminé en position \alpha, autrement dit un acide \alpha-aminé…

Il existe plus de 100 acides \alpha-aminés dans la nature, certains on été découverts sur des météorites, notamment les chondrites carbonées. Dans une cellule, les acides aminés peuvent exister à l’état libre ou de biopolymères (peptides ou protéines). L’ADN est constitué de 4 bases azotées codant 20 acides aminés.

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Acide chlorhydrique

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L'acide chlorhydrique est une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène HCl. C'est un acide fort (il s'ionise totalement en solution aqueuse), principal constituant des acides gastriques. C'est un acide couramment utilisé comme réactif chimique dans l'industrie. L'acide chlorhydrique étant un liquide très corrosif, il doit être manié avec précaution. L'acide chlorhydrique concentré peut avoir un pH inférieur à 1.

L'acide chlorhydrique, connu également dans l'histoire sous le nom d'acide muriatique (ce nom est antérieur à la découverte du chlore et de la formule chimique HCl) a été découvert par l'alchimiste Jabir ibn Hayyan au voisinage de l'an 800. C'est un produit chimique qui a été fréquemment utilisé dans l'histoire depuis les débuts de la chimie. Au Moyen Âge, il était utilisé par les alchimistes dans leur quête de la pierre philosophale (sous le nom d'« esprit de sel » ou acidum salis). Il fut ensuite utilisé par de nombreux scientifiques, parmi lesquels Glauber, Priestley ou Davy, qui contribuèrent à établir la chimie moderne.

Au cours de la révolution industrielle, l'acide chlorhydrique devint un réactif chimique industriel important utilisé dans de nombreuses applications, notamment pour la production à grande échelle de composés organiques comme le chlorure de vinyle pour le PVC, ou comme le 4,4'-MDI/Diisocyanate de toluène pour le polyuréthane, ainsi que pour des applications à plus petite échelle comme la production de gélatine ou le traitement du cuir. La production d'acide chlorhydrique est voisine à l'heure actuelle de 20 millions de tonnes par an.

Acide citrique

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L'acide citrique est un triacide que l'on trouve naturellement dans le citron en grande quantité (il intervient pour plus de 95% dans l'acidité de ce fruit). C'est en fait un intermédiaire du métabolisme des organismes aérobies, et qui est l'autre nom du cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique)...

Acide nitrique

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Synthétisé pour la première fois à la fin du VIIIe siècle par l'alchimiste Jabir Ibn Hayyan, l'acide nitrique est un composé chimique liquide très corrosif. C'est un acide fort, généralement utilisé en solution aqueuse, communément appelée eau-forte par les alchimistes puis les graveurs sur cuivre. Utilisé jusqu'à la fin des années 1980 comme comburant des mélanges de propergols pour les moteurs-fusées, il est désormais principalement utilisé pour fabriquer des engrais comme le nitrate d’ammonium. C'est également l'un des composants des pluies acides.

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Acier

Bas-fourneau au Moyen-âge

L'acier, apparu avec l'évolution de la métallurgie, vers 1786, est un alliage composé essentiellement de fer, contenant jusqu'à 1,7 % de carbone en masse (au-delà, on parle de fonte), et éventuellement d'autres éléments.

L'acier s'élabore dans un haut-fourneau, à partir du minerai de fer et de coke avec réduction du carbone dans un convertisseur, ou dans un four électrique, à partir d'acier de récupération. Il a de nombreuses applications dans l'automobile, la construction, l'emballage (...), et c'est un matériau recyclable à l'infini (illustration : bas-fourneau au Moyen-Âge.).

Alcaloïdes

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Les alcaloïdes sont des substances chimiques azotées ayant une action pharmacodynamique. On en trouve principalement chez les plantes à fleur, les champignons et quelques groupes animaux peu nombreux. Les alcaloïdes ont la propriété de former des sels et d'être amers.

Aluminium

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L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un métal pauvre, malléable, de couleur argentée. Il est remarquable pour sa résistance à l’oxydation et sa faible densité. C'est le métal le plus abondant de l'écorce terrestre et le troisième élément le plus abondant après l'oxygène et le silicium ; il représente en moyenne 8 % de la masse des matériaux de la surface solide de notre planète. L'aluminium est trop réactif pour exister à l'état natif dans le milieu naturel : on le trouve au contraire sous forme combinée dans plus de 270 minéraux différents, son minerai principal étant la bauxite, où il est présent sous forme d’oxyde hydraté dont on extrait l’alumine. Il peut aussi être extrait de la néphéline, de la leucite, de la sillimanite, de l'andalousite et de la muscovite.

L'aluminium métallique est très oxydable, mais est immédiatement passivé par une fine couche d'alumine Al2O3 imperméable de quelques micromètres d'épaisseur qui protège la masse métallique de la corrosion. On parle de protection cinétique, par opposition à une protection thermodynamique, car l’aluminium reste en tout état de cause très sensible à l'oxydation. Cette résistance à la corrosion et sa remarquable légèreté en ont fait un matériau très utilisé industriellement.

L'aluminium est un produit industriel important, sous forme pure ou alliée, notamment dans l'aéronautique, les transports et la construction. Sa nature réactive en fait également un catalyseur et un additif dans l'industrie chimique ; il est ainsi utilisé pour accroître la puissance explosive du nitrate d'ammonium.

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Amedeo Avogadro

Amedo Avogadro

Amedeo Avogadro (Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro, Comte de Quaregna Cerretto) était un Physicien et chimiste italien (1776 - 1856). En 1811, il énonce l'hypothèse restée célèbre sous le nom de loi d'Avogadro. S'appuyant sur la théorie atomique de loi de Dalton et la loi de Gay-Lussac sur les rapports volumiques, il découvre que deux volumes égaux de gaz différents, dans les mêmes conditions de température et de pression, contiennent un nombre identique de molécules. Le nom d'Avogadro reste lié à celui du nombre d'Avogadro indiquant le nombre de molécules contenues dans une seule mole.

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Aniline

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Isolée pour la première fois en 1826 par Otto Unverdorben par distillation de l'indigo, l'aniline, connue également comme phénylamine ou aminobenzène, est un composé organique aromatique de formule chimique C6H5NH2. C'est une amine primaire aromatique dérivée du benzène. Pendant plusieurs décennies, elle fut le produit de départ de la synthèse d'un grand nombre de colorants et de médicaments. A l'heure actuelle, elle est majoritairement utilisée dans la synthèse de 4,4'-MDI, un monomère de départ pour la production industrielle de polyuréthane.

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Antoine Laurent Lavoisier

Antoine Lavoisier

Antoine Laurent Lavoisier (26 août 1743 à Paris - 8 mai 1794) était un chimiste français. Il énonça la première version de la loi de conservation de la matière, identifia et baptisa l'oxygène (1778), démit la théorie phlogistique, et participa à la réforme de la nomenclature chimique. Il est souvent fait référence à Lavoisier en tant que père de la chimie moderne. Étant aussi l'un des 28 fermiers généraux, Lavoisier fut stigmatisé comme traître par les révolutionnaires en 1794 et fut guillotiné lors de le la Terreur à Paris le 8 mai 1794, à l'âge de 51 ans, en même temps que l'ensemble de ses collègues.

Benzène

Formule topologique du benzène

Le benzène est un composé organique de formule brute C6H6, également noté Ph-H, φ-H, ou encore ϕ-H. Il appartient à la famille des hydrocarbures aromatiques monocycliques, car le cycle formé par les six atomes de carbone est plan et comporte six électrons délocalisés. Dans les conditions usuelles, le benzène est un liquide incolore, d'odeur caractéristique, volatil, très inflammable et cancérogène.

C'est un précurseur important pour la synthèse chimique de nombreux composés organiques : matières plastiques, caoutchoucs, solvants, plastifiants, détergents, parfums, colorants, additifs alimentaires, médicaments, pesticides, explosifs… Il est également utilisé comme solvant dans différentes industries, et comme additif antidétonant dans l'essence. Il est produit par l'industrie pétrochimique essentiellement par reformage catalytique, hydrodésalkylation du toluène et vapocraquage.

Caféine

Formule chimique de la caféine

La caféine est un alcaloïde de la famille des méthylxanthines, présent dans de nombreux aliments, qui agit comme stimulant psychotrope et comme léger diurétique. La caféine a été découverte en 1819 par le chimiste allemand Friedrich Ferdinand Runge. Il la nomma « kaffein » en tant que composé chimique du café, qui en français devint caféine.

La caféine est présente dans les graines, les feuilles et les fruits de différentes plantes où elle agit comme pesticide naturel, paralysant ou tuant les insectes qui s'en nourrissent. Elle est le plus couramment consommée sous forme d'infusions de la graine du caféier ou des feuilles du théier, de même que dans plusieurs aliments et boissons contenant des produits dérivés de la noix de Kola. La caféine est également un composant des complexes chimiques insolubles que sont la guaranine, la matéine et la théine, découverts respectivement dans la graine de guaraná, la feuille de yerba maté et de théier.

Catastrophe de Bhopal

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Durant la nuit du 3 décembre 1984, à Bhopal, en Inde, dans une usine de production de pesticides appartenant à la société Union Carbide la valve de sécurité d'un réservoir d'Isocyanate de méthyle explose, laissant échapper 40 tonnes de ce gaz mortel. La majorité de la population alentour dormait à cette heure-là et sera frappée dans son sommeil par un nuage toxique qui s'abat sur elle, sur une étendue de vingt-cinq kilomètres carrés.

La catastrophe de Bhopal est la plus importante catastrophe industrielle connue à ce jour. Elle est la cause de plus d'une dizaine de milliers de morts et cause encore, 20 ans après, la mort de plusieurs personnes tous les mois.

Chiralité

En chimie, un composé chimique est chiral, du grec « χειρ » (la main), s'il n'est pas superposable à son image dans un miroir. Si une molécule est chirale, elle possède deux formes énantiomères : une lévogyre (« qui tourne à gauche », en latin laevus : gauche) et une dextrogyre (« qui tourne à droite », en latin dextro : droite) qui font tourner un rayonnement polarisé de manière opposée par effet magnéto-optique. Les acides aminés sont des molécules chirales
Molécules chirales

Chlorure de sodium

Le chlorure de sodium est un composé chimique de formule NaCl. On l'appelle plus communément sel de table. C'est le principal produit dissout dans l'eau de mer ; on l'appelle également sel marin.
Chlorure de sodium

On l'obtient :

Le chlorure de sodium est utilisé dans l'industrie chimique pour produire du chlore, de la soude caustique et de l’hydrogène.

Chromatographie

Cromatography tank fr.png

La chromatographie est une technique d'analyse quantitative, qualitative et séparative utilisée en chimie analytique dans laquelle une solution contenant un ou plusieurs solutés est entrainée par un courant de solvant le long d'une phase stationnaire. Chaque soluté se déplaçe à une vitesse propre dépendante de ses caractéristiques. Cette technique permet notamment de déterminer quels composés chimiques sont présents dans le mélange ainsi que leur concentration massique. Elle peut permettre de les séparer.

Corrosion aqueuse

Corrosion par piqûre d’un alliage d’aluminium de qualité supérieure, de la famille des 7000

La corrosion aqueuse est un phénomène dont l’impact économique est très important, nécessitant une grande variété de moyens de protection des métaux. La corrosion désigne l’altération par l’environnement d’un objet manufacturé.

Les exemples les plus connus sont les altérations chimiques des métaux dans l’eau (avec ou sans oxygène), telles la rouille du fer et de l’acier ou la formation de vert-de-gris sur le cuivre et ses alliages (bronze, laiton). Ces altérations chimiques, le plus souvent des oxydo-réductions, sont regroupées sous le terme de corrosion aqueuse.

Elles sont dues à des effets de plusieurs sortes : dissolution des métaux dans l’eau, apparition de piles électrochimiques, existence de gradients de concentration, aération différentielle ou piqûration.

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Cristal

Neige

Selon l'Union internationale de cristallographie, tout solide dont le diffractogramme est essentiellement discret est un cristal. Sur la base d'une propriété structurelle essentielle, cette définition englobe les cristaux classiques mais aussi les quasi-cristaux. Les propriétés des cristaux s'expliquent par leur composition atomique et l'arrangement spatial des atomes.

Les cristaux les plus communs sont la neige, le sucre, les sels, les silicates, les oxydes, les sulfures, les métaux et les pierres précieuses (gemmes). Ainsi, traditionnellement, le cristal est un solide polyédrique, plus ou moins brillant, à structure régulière et périodique, formée d'un empilement ordonné d'un grand nombre d'atomes, de molécules ou d'ions.

On appelle phénocristal un cristal de taille exceptionnelle, mais la plupart des cristaux qu'on observe sont composés de plusieurs cristaux accolés (ou cristallites). Dans le premier cas on parle de « monocristal » et dans le second de « polycristal ».

Un cristal idéal ne comporte pas de défauts cristallins, mais les cristaux réels sont loin de cette perfection. Au-delà d'une certaine concentration des défauts, le concept de structure cristalline cesse d'être utile et l'on considère que c'est un matériau amorphe tel que le verre. L'état amorphe s'apparente fortement à l'état liquide mais il existe aussi des cristaux liquides.

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Cristaux liquides

Transition de phase smectique-nématique d'un cristal liquide

Un cristal liquide est un état de la matière qui combine des propriétés d'un liquide conventionnel et celles d'un solide cristallisé. On exprime son état par le terme de mésophase ou état mésomorphe (du grec « de forme intermédiaire »). La nature de la mésophase diffère suivant la nature et la structure du mésogène, molécule à l'origine de la mésophase, ainsi que des conditions de température, de pression et de concentration.

En 1888, le botaniste autrichien Friedrich Reinitzer travaille à l'université de Prague sur le benzoate de cholestéryle. Il veut en déterminer la formule et le poids moléculaire. En utilisant le point de fusion comme un indicateur important de la pureté de la substance, il observe l'existence de deux points de fusion et l'évolution de la substance en un liquide trouble puis coloré et enfin transparent. Il découvre ainsi un comportement étrange (existence de deux points de fusion, réflexion de la lumière polarisée circulairement et capacité à faire tourner le plan de polarisation de la lumière) dont il fait part à Lehmann.

Lehmann réalise qu'il s'agit là d'un nouveau phénomène. Il entame une étude systématique du benzoate de cholestéryle et de composés apparentés possédant le phénomène de double point de fusion. Avec son microscope, il est non seulement en mesure d'effectuer des observations en lumière polarisée, mais aussi d'effectuer des observations à haute température. L'article de Lehmann intitulé « Uber Fliessende Krystalle » paru le 30 août 1889 à Zeitschrift fur Physikalische Chemie est la première publication introduisant le concept de « cristal liquide ».

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Diagramme de phase

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Un diagramme de phase est une expression utilisée en thermodynamique (voir Phase) ; elle indique une représentation graphique, généralement à deux ou trois dimensions, représentant les domaines de l'état physique (ou phase) d'un système (corps pur ou mélange de corps purs), en fonction de variables, choisies pour faciliter la compréhension des phénomènes étudiés.

Les diagrammes les plus simples concernent un corps pur avec pour variables la température et la pression ; les autres variables souvent utilisées sont l'enthalpie, l'entropie, le volume massique, ainsi que la concentration en masse ou en volume d'un des corps purs constituant un mélange.

Lorsque le système étudié est un mélange de n corps purs, son état physique est défini par les (n-1) proportions indépendantes de ses composants, ainsi que par la température et la pression. Ainsi, un diagramme à deux variables ne peut donc être établi qu'en fixant (n-1) variables du système.

C'est un diagramme à l'équilibre qui ne permet pas de décrire un système dans un état métastable comme, par exemple, de l'eau liquide à une température inférieure à 0 °C à la pression atmosphérique normale (surfusion).

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Eau

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L'eau est un composé chimique simple. Sa formule chimique est H2O, c'est-à-dire que chaque molécule d'eau se compose d'un atome d'oxygène entre deux atomes d'hydrogène. Près de 70 % de la surface de la Terre est recouverte d'eau, essentiellement sous forme d'océans. C'est un composé essentiel pour tous les organismes vivants connus. La circulation de l’eau au sein des différents compartiments terrestres est décrite par son cycle biogéochimique.

L'eau a été trouvée dans des nuages interstellaires dans notre galaxie, la Voie Lactée. On pense que l'eau existe en abondance dans d'autres galaxies aussi, parce que ses composants, l'hydrogène et l'oxygène, sont parmi les plus abondants dans l'univers.

Histoire du procédé Haber-Bosch

L'un des appareils de laboratoire qu'utilisa Fritz Haber pour synthétiser de l'ammoniac sous haute pression.

L'histoire du procédé Haber-Bosch débute avec l'invention du procédé de chimie homonyme à l'aube du XXe siècle. Le procédé Haber-Bosch permet de fixer, de façon économique, le diazote atmosphérique sous forme d'ammoniac, lequel permet à son tour à la synthèse industrielle de différents explosifs et engrais azotés. À ce double titre, du point de vue démographique, c'est probablement le plus important procédé industriel jamais mis au point durant le XXe siècle.

Bien avant le début de la révolution industrielle, les agriculteurs qui « engraissent la terre » de différentes façons, savent les bénéfices d'un apport de nutriments essentiels à la croissance des plantes. Les travaux de Justus von Liebig permettent, dans les années 1840, d'identifier l'importance de l'apport en azote à cette fin. Par ailleurs, ce même composé chimique pouvait déjà être transformé en acide nitrique, précurseur de la poudre à canon et de puissants explosifs tel que le TNT et la nitroglycérine. Cependant, s'il est alors connu que l'azote constitue une part dominante de l'atmosphère terrestre, la chimie inorganique n'a pas encore établi de procédé pour le fixer.

Ainsi, lorsqu'en 1909 le chimiste allemand Fritz Haber parvient à fixer l'azote atmosphérique en laboratoire, sa découverte revêt un attrait militaire autant qu'économique et agricole. Aussi n'est-il pas surprenant qu'en 1913, à peine cinq ans plus tard, une équipe de recherche de la société BASF, dirigée par Carl Bosch, mette au point la première application industrielle du procédé Haber : le procédé Haber-Bosch.

La production industrielle d'azote prolonge le conflit de la Grande Guerre en fournissant à l'Allemagne la poudre à canon, et des explosifs nécessaires à son effort de guerre alors même qu'elle n'a plus accès aux ressources azotées traditionnelles, principalement exploitées en Amérique du sud. Durant l'entre-deux-guerres, l'extraction, à moindre coût, d'ammoniac du réservoir quasiment inépuisable que constitue l'azote atmosphérique contribue au développement de l'agriculture intensive et permet de soutenir la croissance démographique mondiale. Lors de la Seconde Guerre mondiale, les efforts d'industrialisation du procédé Haber profitent largement au procédé Bergius, lequel permet à l'Allemagne nazie de réaliser la synthèse de carburant par la société IG Farben réduisant d'autant ses importations pétrolières...

Houille

Houille

La houille est une roche carbonée sédimentaire correspondant à une qualité spécifique de charbon, intermédiaire entre la lignite et l'anthracite (soit 80 à 90 % de carbone). De couleur noirâtre, elle provient de la carbonisation d'organismes végétaux et peut donc servir de combustible fossile. Ce combustible est utilisé depuis le XIe siècle et son extraction dans les mines a rendu possible la révolution industrielle au XIXe siècle.

La houille est surtout utilisée actuellement :

  • dans les centrales thermiques utilisées pour la production d'électricité ou le chauffage urbain ;
  • dans la sidérurgie, essentiellement pour la fabrication du coke utilisé dans les hauts-fourneaux; entre 600 et 700 kg de charbon sont nécessaires pour produire une tonne d'acier ;
  • le chauffage individuel au charbon est en recul par rapport à d'autres sources d'énergie.

L'utilisation du charbon dans les centrales thermiques est très importante ; ces centrales fournissent 40 % de la production mondiale d'électricité, la moitié aux États-Unis et en Allemagne.

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Hybridation (chimie)

Orbitales sp3
Orbitales sp2

En chimie, l'hybridation des orbitales atomiques est le mélange des orbitales atomiques d'un atome appartenant à la même couche électronique de manière à former de nouvelles orbitales. Cette théorie a été développée par le prix Nobel de chimie Linus Pauling pour expliquer la géométrie de molécules au cours de ses travaux sur la liaison chimique. Même si elle a été supplantée par la théorie des orbitales moléculaires, cette théorie demeure à la base de la compréhension de la structure des molécules, notamment en chimie organique.

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Indicateur de pH

Zones de virages du BBT, de la phénolphtaléine et de l'hélianthine

Les indicateurs colorés de pH (ou indicateurs acide-base) sont des molécules qui ont la capacité de changer de couleur en fonction de l’acidité (au sens de Brønsted) de leur milieu environnant. La propriété qui lie couleur apparente et pH est appelée halochromisme. Par extension, l'indicateur de pH est un détecteur chimique de l'ion hydronium (ou oxonium) H3O+.

Cette propriété donne aux indicateurs colorés une utilité dans certaines sciences expérimentales telles que la chimie, la biologie ou la médecine et leur confère, par ailleurs, un attrait pédagogique intéressant.

Les indicateurs colorés sont la plupart du temps utilisés en infimes quantités à l’état solvaté. Quelques gouttes pourront colorer très nettement une solution et la couleur de celle-ci sera sensible aux valeurs que prend son pH. Dans les cas où l'on ne peut pas mélanger l'indicateur à la solution (cas, par exemple, de l'alimentaire), on peut imbiber un papier spécial de cet indicateur et y déposer une goutte de la solution pour observer le changement de couleur.

Isomorphisme (chimie)

Forstérite (Mg2SiO4), isomorphe de la fayalite (Fe2SiO4)

En chimie du solide, l'isomorphisme ou isomorphotropie est la faculté de composés différents de cristalliser avec des mailles de même symétrie et dont les paramètres sont proches, ce qui leur permet de former des cristaux mixtes. Dans le cas des minéraux, une substitution isomorphe peut concerner le remplacement d'un cation par un autre de charge différente.

La loi de l'isomorphisme fut découverte par Eilhard Mitscherlich en 1819. Ses investigations, en 1826, sur les deux formes cristallines du soufre le conduisent à constater, par analogie, que la calcite et l’aragonite ont la même formule chimique, pas la même forme cristalline, et donc qu’il s’agit de polymorphisme  : c’est le nom qu’il donne à cette propriété de certains cristaux.

L’isomorphisme est classé en quatre espèces :

  • les deux composés ont une formule chimique très proche, le même nombre d'atomes et la même valence entre atomes correspondants ;
  • les ions ont un rayon ionique proche mais une valence qui diffère d'une unité. La neutralité électrique est obtenue par remplacements couplés ;
  • la variation de la charge d'une position atomique suite au remplacement d'un ion par un autre est compensée par un deuxième remplacement mobilisant des ions de charge opposée ;
  • remplacement couplé ion - lacune.

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Jabir Ibn Hayyan

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Jabir Ibn Hayyan (né en 721 - mort en 815) était un alchimiste d'origine perse et arabe. Il est considéré comme le père de la chimie pour être le premier à l'avoir étudiée de manière scientifique. On lui attribue la paternité d'un grand nombre d'équipements de laboratoire de chimie (tels que l'alambic), la découverte de substances chimiques (telles que l'acide chlorhydrique et l'acide nitrique), ainsi que la découverte de procédés maintenant courants (comme la distillation et la cristallisation), qui devinrent les fondements de la chimie et du génie chimique modernes.

Linus Pauling

Linus Pauling vers 1954

Linus Carl Pauling (19011994) était un chimiste et physicien américain. Il fut l’un des premiers chimistes quantiques, et reçut le prix Nobel de chimie en 1954 pour ses travaux décrivant la nature de la liaison chimique. Il publie en 1931 un ouvrage majeur « La Nature de la liaison chimique » (The Nature of the Chemical Bond) dans lequel il développe le concept d’hybridation des orbitales atomiques. Ses travaux ont grandement influencé la recherche en biologie pour la seconde moitié du XXe siècle. Il découvrira notamment la structure de l’hélice alpha (motif d’enroulement secondaire des protéines) et manquera de peu la découverte de la structure en double hélice de l’ADN.

Il reçut aussi le prix Nobel de la paix en 1962, pour sa campagne contre les essais nucléaires, devenant ainsi l’une des deux seules personnes à avoir reçu un prix Nobel dans plus d’une catégorie (l’autre étant Marie Curie). Il est l’un des fondateurs de la médecine orthomoléculaire et a popularisé l’utilisation de la vitamine C.

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LSD

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Synthétisé en 1938 par le chimiste Albert Hofmann pour les laboratoires pharmaceutiques Sandoz dans un but médical, interdit depuis la fin des années 60, l'acide lysergique diéthylamide (ou N,N-diéthyllysergamide) est un alcaloïde, de la famille des lysergamides, dérivé de composés issus de l'ergot de seigle.

C'est un psychotrope hallucinogène puissant : de très petites doses suffisent à entraîner des troubles de la perception, de l'humeur et de la pensée. Pour cet usage, il est communément désigné sous le nom de LSD, une abréviation venant du mot allemand « Lysergesäurediathylamid ».

Marie Curie

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Marie Curie-Skłodowska (Varsovie, 7 novembre 1867 - Sancellemoz, 4 juillet 1934), est une physicienne française d'origine polonaise. Elle a reçu en 1903 le prix Nobel de physique (avec son mari Pierre Curie et Henri Becquerel) pour ses travaux sur les radiations et en 1911 le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur le polonium et le radium. Elle est la première femme à avoir reçu le prix Nobel, et la première personne ayant obtenu deux prix Nobel.

Pierre Curie — son époux — et Marie Curie reçoivent une moitié du prix Nobel de physique de 1903 (l'autre moitié est remise à Henri Becquerel) pour leurs recherches sur les radiations. En 1911, elle obtient le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur le polonium et le radium. Elle est la seule femme à avoir reçu deux prix Nobel et la seule parmi tous les lauréats à avoir été récompensée dans deux domaines scientifiques distincts (en dehors strictement des sciences, Linus Pauling obtint le prix Nobel de chimie et celui de la paix). Elle est également la première femme lauréate en 1903, avec son mari, de la médaille Davy pour ses travaux sur le radium.

Mendeleïev

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Dmitri Ivanovitch Mendeleïev ou Mendeleev, chimiste russe, est né le 8 février 1834 à Tobolsk (Sibérie, Russie). Il est mort le 2 février 1907 à Saint-Pétersbourg (Russie).

Il est principalement connu pour son travail sur la classification périodique des éléments, publié en 1869 et également appelé tableau de Mendeleïev. Il déclara que les éléments chimiques pouvaient être arrangés selon un modèle qui permettait de prévoir les propriétés des éléments non encore découverts.

Métathèse

La métathèse est une réaction chimique se traduisant par l'échange d'un ou plusieurs atomes entre espèces chimiques structuralement apparentées, conduisant sur le plan formel à des composés dans lesquels les liaisons des différents types sont en même nombre et de même nature, ou presque, que dans les réactifs.
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En chimie organique, la métathèse est une réaction dans laquelle s’intervertissent des radicaux entre molécules organiques.

Métal

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Un métal est un élément chimique qui peut former des liaisons métalliques et perdre des électrons pour former des cations (ions positifs) (et des liaisons ioniques dans le cas des alcalins). Les métaux sont un des trois groupes d'éléments distingués par leurs propriétés d'ionisation et de liaison chimique ; les deux autres sont les métalloïdes et les non-métaux. Les métaux sont en général des solides cristallins. Ils sont en général malléables et ductiles. Les métaux possédent des bandes de valence et de conduction qui se recouvrent et conduisent généralement bien l'électricité et la chaleur.

Méthanal

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Le méthanal ou formaldéhyde ou aldéhyde formique est un composé organique, le plus simple de la famille des aldéhydes. Il fut synthétisé pour la première fois par le russe Aleksandr Butlerov en 1859 mais fut formellement identifié par August Wilhelm von Hofmann en 1867. C'est un composé très toxique et très probablement cancérigène. Il est très soluble dans l'eau, dans laquelle il forme une solution de formol. L'utilisation la plus importante du méthanal concerne la production de polymères et de produits chimiques.

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Nanotube

Un nanotube est une structure cristalline particulière, de forme tubulaire, creuse et close, composée d'atomes disposés régulièrement en pentagones, hexagones et/ou heptagones, obtenue à partir de certains matériaux, en particulier le carbone et nitrure de bore.

Proches des fullerènes, les nanotubes de carbone sont l'un des premiers produits industriels du domaine des nanotechnologies. Ils permettent de réaliser des transistors à un niveau de miniaturisation jamais atteint jusqu'à maintenant.

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Nickel de Raney

Nickel de Raney activé

Le nickel de Raney est un catalyseur solide utilisé dans de nombreux procédés industriels constitué d'une poudre fine d'un alliage de nickel et d'aluminium. Il a été développé en 1926 par l'ingénieur américain Murray Raney. Il est utilisé comme catalyseur hétérogène pour une grande variété de réactions de la chimie organique, le plus souvent pour des hydrogénations. Le nickel de Raney est produit en traitant un morceau d'alliage nickel-aluminium par la soude concentrée. Au cours de ce traitement appelé « activation », la majeure partie de l'aluminium de l'alliage est dissous. La structure poreuse qui en résulte possède une surface spécifique très importante, ce qui contribue à son efficacité en catalyse. Même si l’appellation « Raney » est la plus courante, c’est une marque déposée de W. R. Grace and Company, et seul celui produit par la division Grace Davison peut porter ce nom.

Or

Lingots d’or

L’or est un élément chimique de symbole Au et de numéro atomique 79. C’est un métal de transition jaune brillant, très ductile et malléable. L’or est un métal noble : il est pauvre en électrons disponibles pour former des liaisons chimiques, dits électrons de valence.

L’or se trouve à l'état natif sous forme de pépites ou d’alluvions fluviatiles. En 1995, les réserves d'or dans les banques du monde entier étaient estimées à 910 millions d'onces, ce qui représente un cube d'environ 12 mètres de côté.

L’art du travail de l'or est l’orfèvrerie.

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Ozone

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L'ozone, découvert en 1840 par le suisse Christian Schönbein, est un composé chimique comportant 3 atomes d'oxygène (O3). Sa structure est une résonance entre trois états. Métastable aux conditions ambiantes, l'ozone a tendance à se décomposer naturellement en dioxygène. Dans la haute atmosphère de la Terre, la couche d'ozone est une concentration d'ozone qui filtre une partie des rayons ultraviolets émis par le Soleil, ultraviolets notamment responsables de cancers de la peau. En revanche, c'est un polluant urbain important. L'ozone est utilisé de manière industrielle pour le traitement de l'eau.

Pétrochimie

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La pétrochimie est l'industrie utilisant les composés de base issus du pétrole pour fabriquer des produits n'existant pas dans la nature ou difficilement accessibles. Cette fabrication est basée sur la transformation des constituants de départ par des réactions chimiques. Les produits fabriqués incluent notamment les matières plastiques et les bitumes, mais également un grand nombre de produits à la base des industries cosmétique ou pharmaceutique.

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Pétrole

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Le pétrole, première source d'énergie utilisée dans le monde, est un mélange de composés organiques principalement extrait du sous-sol par forage. Carburant majoritairement utilisé dans les transports, il est également à la base de la fabrication des plastiques. D'après la théorie du pic pétrolier, sa production devrait atteindre son point culminant dans les années à venir.

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Polythiophène

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Les polythiophènes (PT) constituent une famille de polymères (macromolécules) résultant de la réaction de polymérisation du thiophène, un hétérocycle sulfuré, qui peut devenir conducteur lorsque des électrons sont ajoutés ou enlevés des orbitales p conjuguées par dopage.

La propriété la plus remarquable de ces matériaux, la conductivité électrique, est une résultante de la délocalisation électronique le long de la chaîne polymère - d'où parfois leur qualification de «  métaux synthétiques ». Cependant, elle ne constitue pas la seule propriété intéressante due à cette délocalisation des électrons. Les propriétés optiques dépendent en effet des stimuli environnementaux, avec des modifications drastiques de couleur selon le solvant, la température, le potentiel appliqué, et les liaisons à d'autres molécules. Les changements de couleurs et de conductivité sont induits par le même mécanisme - la torsion du squelette polymère, rompant la conjugaison - ce qui fait d'eux des capteurs chimiques donnant une large gamme de réponses électroniques et optiques.

Représentation des molécules

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Les représentations de molécules sont utilisées en chimie pour décrire les molécules (ou d'autres espèces chimiques) et leurs structures. Ces représentations graphiques permettent de décrire les liaisons moléculaires, le nombre et le type d'atomes qui composent une molécule (ou un ion), sa forme dans l'espace ou simplement de décrire sommairement la molécule (ou l'ion) de manière simple et rapide. La plupart de ces représentations sont surtout utilisées en chimie organique ou en biochimie.

Robert Mulliken

Robert Sanderson Mulliken (7 juin 1896 - 31 octobre 1986) est un physicien et chimiste américain. Après son doctorat, au cours duquel Robert Andrews Millikan lui enseigne le modèle de Bohr, il voyage en Europe et côtoie nombre de pionniers de la mécanique quantique et futurs prix Nobel, dont notamment Erwin Schrödinger, Paul Dirac, Werner Heisenberg, Louis de Broglie, Max Born et Walther Bothe. Avec Friedrich Hund, il développe la théorie des orbitales moléculaires, qui permet d'expliquer la structure des molécules, et pour laquelle il obtient le prix Nobel de chimie en 1966. Lire l’article

Savon

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Le savon a été inventé en Syrie il y a environ 3000 ans, avec de l'huile d'olive et de la soude végétale. Ce savon était particulièrement réputé pour ses propriétés désinfectantes, dues principalement à l'usage de cendres de laurier dans sa fabrication. Produit de nettoyage connu en Europe depuis l'époque gauloise, il était alors fabriqué à partir de cendres (alcalines) et de suif, mais servait uniquement de shampooing.

Le Savon Azul e Branco est fabriqué au Portugal. Il est bleu et blanc-jaunâtre.

Le savon d'Alep, le plus ancien savon syrien, est à base d'huile d'olive et d'huile de laurier.

Le savon de Marseille traditionnel est préparé avec de l'huile d'olive et de la soude.

Le savon animal est souvent préparé avec du suif de bœuf.

Semi-conducteur

Les semi-conducteurs sont des matériaux présentant une conductivité électrique intermédiaire entre les métaux et les isolants. Les propriétés d'un semi-conducteur (c'est-à-dire le nombre de porteurs, électrons ou trous) peuvent être contrôlées en le dopant avec des impuretés (autres matériaux). Un semi-conducteur présentant plus d'électrons que de trous est alors dit de type N, tandis qu'un semiconducteur présentant plus de trous que d'électrons est dit de type P.

Silicates

Tourmaline de la mine Otjua en Namibie

Un silicate est un sel dérivant de la silice (SiO2). En chimie, ce sont des composés chimiques. En minéralogie, les silicates désignent une importante famille de minéraux.

Les silicates constituent 97 % de la croûte terrestre. Il en existe de nombreuses familles  :

Les silicates sont des minéraux dont le squelette est essentiellement formé par des tétraèdres de silicium et d'oxygène additionnés d’aluminium, magnésium, fer, calcium, potassium, sodium et autres éléments. Ils peuvent être classés selon plusieurs critères, mais les deux classifications les plus employées en minéralogie sont basées sur l’enchaînement des tétraèdres :

  • la classification topochimique (classification de Machatski-Bragg) est basée sur l’enchaînement des tétraèdres, dans lesquels le silicium et l’aluminium peuvent donner lieu à une substitution isomorphe ; les tétraèdres où seul l’aluminium est présent sont considérés hétéro-tétraèdres ;
  • la classification topologique (classification de Zoltai) est basée sur l’enchaînement des tétraèdres centrés par n’importe quel cation.

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Styrène

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Découvert dans les années 1830, le styrène est un composé organique aromatique de formule chimique C8H8. C'est un liquide à la température et à la pression ambiante. Le styrène est un composé chimique incolore, huileux, toxique et inflammable. Il est naturellement présent dans le pétrole et en faibles quantités dans certaines plantes, et est produit industriellement à partir d'éthylbenzène. Il est utilisé comme monomère pour fabriquer des plastiques, le plus important étant le polystyrène, mais aussi le caoutchouc ou le latex. En 1996, la production mondiale de styrène était d'environ 20 millions de tonnes.

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Substitution électrophile aromatique

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La substitution électrophile aromatique (ou SEA) est une réaction chimique du domaine de la chimie organique, au cours de laquelle un atome, en règle générale d'hydrogène, fixé à un cycle aromatique est substitué par un groupement électrophile. C'est une réaction très importante en chimie organique, tant dans l'industrie qu'en laboratoire. Elle permet de préparer des composés aromatiques substitués par une grande variété de groupements fonctionnels.

Svante August Arrhenius

Svante August Arrhenius

Svante August Arrhenius (né à Wijk le 19 février 1859 - mort à Stockholm 2 octobre 1927) était un chimiste suédois qui a été pionnier dans de nombreux domaines. Il a reçu le prix Nobel de chimie en 1903. Ses travaux de recherche portèrent sur la conductivité des solutions d'électrolytes. Il bâtit une théorie qui veut que les composés chimiques en solution dans une solution électrolytique (conductrice de charges électriques) sont dissociés en ions, et ce même en l'absence de courant électrique traversant dans la solution, et que les réactions chimiques en solution sont le fait de réactions entre ions. En 1884, il propose aussi une définition des acides et des bases. Enfin en 1889, il propose une loi de variation de la constante de vitesse d'une réaction chimique en fonction de la température.