Cette revue de presse est le fruit des lectures de divers périodiques par des enseignants de sciences physiques au cours des mois de mai à août 2022. Elle vise à proposer une sélection d'articles utiles pour les professeurs de chimie. Bonne lecture !
L'Actualité Chimique
Numéro de mai-juin
Dossier très complet sur la catalyse par le fer
La création de liaisons C-C par couplage croisé ou par cyclisation
L’Actualité Chimique, mai-juin 2022, p. 28-32.
G. Lefèvre, M. Féo, L. Rousseau
Les réactions de couplage C-C impliquent généralement un nucléophile organométallique (organomagnésien, organolithien, organoboré…) et un électrophile halogénoalcane. L’énergie d’activation est souvent importante : l’emploi d’un catalyseur, habituellement à base d’un métal de transition, permet d’accélérer le processus. Les auteurs présentent de façon détaillée de nombreux exemples de telles catalyses par le fer. On appréciera les descriptions des mécanismes, des cycles catalytiques et des effets de modifications de ligands sur la réactivité des catalyseurs. Un document qui peut illustrer le cours de chimie de coordination de CPGE ou de premier cycle universitaire.
a) voie monoélectronique, avec a un transfert d'électron (a) suivi d'une recombinaison radicalaire (b) et d'une transmétallation (c)
b) voie biélectronique, avec une addition oxydante (a') suivi d'une transmétallation (b') et d'une élimination réductrice (c')
X = Br, I.
Le fer aux degrés d’oxydation élevés pour la catalyse d’oxydation
L’Actualité Chimique, mai-juin 2022, p. 63-64.
G. Blondin, P. Maldivi, A.B. Sorokin.
Le fer est abondant et peut accéder à de nombreux nombres d’oxydation, de (-II) à (+V), ce qui en fait soit un réservoir à électrons, facilement réduit, ou au contraire un excellent oxydant. La nature exploite largement ce métal pour catalyser des réactions d’oxydoréduction difficiles à reproduire au laboratoire. Les enzymes avec un site actif au fer catalysent notamment l’oxydation des alcanes, des alcools, des aldéhydes, des amines, des sulfures, ainsi que l’époxydation des oléfines, les réactions de désalkylation et de déshydrogénation. L’article présente des travaux menés pour comprendre cette réactivité et créer des catalyseurs bio-inspirés, afin de s’approcher des propriétés exceptionnelles de ces enzymes.
Les catalyseurs intermétalliques Fe-Al : une alternative au palladium pour les réactions d’hydrogénation ?
L’Actualité Chimique, mai-juin 2022, p. 53-61.
E. Gaudry, E. Piccolo
Les alliages fer-aluminium, pouvant exister sous une grande diversité de variétés allotropiques, offrent une alternative efficace et moins coûteuse au palladium pour les réactions d’hydrogénation. Des diagrammes de phase avec description fine des mailles cristallines peuvent agrémenter un cours de cristallographie, avec des relations structures-propriétés originales, pour comprendre les performances chimiques de ces alliages à haute valeur ajoutée.
Cette figure a été reproduite avec l'autorisation de ASM International. Tous droits réservés.
L’atome : de la particule insécable au polycorpuscule
L’Actualité Chimique, mai-juin 2022, p. 98-103.
A. Dumon
Alain Dumon nous propose un nouvel article de grande qualité, sur l’histoire de l’atome, depuis l’Antiquité jusqu’à nos jours. Les expériences fondatrices sont décrites de même que les conclusions mais aussi les hésitations de grands noms — comme Dalton, Perrin, Rutherford ou Thomson — qui semblent converser ensemble à travers les lignes de ce riche document. Une lecture incontournable en vue de préparer son cours d’atomistique !
L’étonnante fluorescence naturelle des vins
L’Actualité Chimique, juillet-août 2022, p. 10-11.
B. Valeur
Un court article pour découvrir la fluorescence des vins, initiée par une large diversité de composés phénoliques (comme les acides gallique, caféique et vanillique). Une étude spectrofluorimétrique peut permettre une quantification de ces acteurs, essentiels au goût et à la robe des vins. De beaux projets de TIPE en perspective !
Le tris-dipicolinate de lanthanide : un complexe à tout faire ?
L’Actualité Chimique, juillet-août 2022, p. 12-21.
C. Balogh, I. N’Dala Louika, J. Salaam, A. D'Aléo, S. Denis Quanquin, E. Dumont, C. Andraud, N. Gillet, F. Riobé, L. Veyre, C. Thieuleux, C. Camp, G. Pilet, S. Rigaut, H. Le Bozec, B. Le Guennic, K. Costuas, A. Roux, C. Chapelle, E. Girard, N. Giraud
Une mini-revue consacrée à un étonnant complexe de lanthanide, très simple à synthétiser et à manipuler, aux multiples applications en physico-chimie (luminescence et optique non linéaire) et en biologie. Il aide notamment à la cristallisation de certaines protéines, permettant l’obtention de cristaux de meilleure qualité, facilitant ainsi la résolution de la structure par diffraction des rayons X.
Le Bup
Intérêt de la méthode des ajouts dosés en spectroscopie UV-Visible d’absorption et d’émission : application aux boissons Tonic
J. Piard, S. Sripathy
Partie 1 : étude des propriétés acido-basiques de la quinine
Le BUP, Mai 2022, p. 527
Partie 2 : limites de la méthode de la droite d’étalonnage externe
Le BUP, Juin 2022, p. 667
Partie 3 : droite d’étalonnage externe vs ajouts dosés
Le BUP, Juillet-Août-Septembre 2022, p. 775
Dans cette série de quatre articles (le 4ème sera publié à l’automne), les auteurs comparent, dans le contexte du dosage de la quinine dans des boissons Tonic, les résultats obtenus par l’utilisation d’une droite d’étalonnage et par la méthode des ajouts dosés, que ce soit en absorption ou en émission. Les effets de la matrice sur la fluorescence de la quinine sont clairement mis en évidence (inhibition de fluorescence par les ions chlorure, notion de filtre interne). Ce contexte permet d’illustrer le fait qu’une dilution n’implique pas forcément une division de l’absorbance par un facteur égal au facteur de dilution car la dilution peut engendrer des modifications de pH et par conséquent, des proportions des acides et bases. Cette série d’articles constitue un bel exemple d’illustration des arguments à développer pour justifier le choix d’une méthode de dosage dans le cadre d’un projet expérimental. Cet article peut également constituer une base intéressante pour élaborer un énoncé de TP.
Variabilité de l’utilisation de la verrerie en chimie en seconde générale : proposition d’activité expérimentale
Le BUP, Juin 2022, p. 653
M. Champion, M. Melzani, K. Moris
Les auteurs proposent une version alternative et complétée de la ressource publiée en 2019 sur Eduscol pour accompagner la mise en œuvre des programmes de la classe de seconde1. L’article aidera les professeurs à s’approprier les méthodes et le vocabulaire utilisés dans le domaine des incertitudes de mesures. L’activité et les développements proposés sont tout à fait adaptés à un public de CPGE.
Journal of Chemical Education
Fabriquer un spectrophotomètre (ou s’en passer) en utilisant des traitements d’images
Spectrophotométrie sans spectrophotomètre
De nombreux articles décrivent ces dernières années des dosages utilisant le traitement d’images en remplacement de mesures spectrophotométriques. Certains de ces articles décrivent des expériences réalisées à la maison en situation de confinement, d’autres expériences ne sont réalisables qu’en laboratoire de travaux pratiques. Seuls quelques articles récents sont cités ici. Deux articles supplémentaires peuvent être trouvés dans la revue de presse de novembre 2021 consacrée à la cinétique.
Smartphone-Assisted Colorimetric Determination of Iron Ions in Water by Using Anthocyanin from Ruellia tuberosa L. as a Green Indicator and Application for Hands-on Experiment Kit
J. Chem. Educ., 2022, 99, 1660-1671 (avril 2022)
Cet article décrit une série d’expériences variées et exploitées de manière approfondie : extraction d’anthocyanes de fleurs, dosage spectrophotométrique de la solution d’anthocyanes obtenue, dosage spectrophotométrique des ions Fe3+ sous forme de complexe avec les anthocyanes, puis mise au point du même dosage mais par traitement de photographies des solutions colorées.
Quantification of Nitrite in Food and Water Samples Using the Griess Assay and Digital Images Acquired Using a Desktop Scanner
J. Chem. Educ. 2021, 98, 3303-3311 (octobre 2021)
Le dosage spectrophotométrique classique des nitrites par réaction avec le réactif de Griess est ici comparé avec le traitement d’une image des solutions obtenue avec un scanner du bureau.
J. Chem. Educ. 2020, 97, 4462-4468 (décembre 2020).
La couleur du colorant Bleu du Nil dépend de la polarité du solvant dans lequel il est dissous (solvatochromie). Cette propriété est utilisée pour déterminer le pourcentage de biocarburant dans le gazole en analysant les photographies des solutions prises avec un smartphone. Les effets du pH et de la température sont étudiés, et en jouant sur les proportions de gazole et d’éthanol la technique de dosage permet de couvrir de larges plages de composition du mélange étudié.
Spectrofluorimétrie sans spectrofluorimètre
Ces articles décrivent la construction de spectrofluorimètres plus ou moins sophistiqués utilisant tous des sources lumineuses de type LED.
Learning about Fluorescence in Undergraduate Biochemistry: Enzyme Kinetics Using a Low-Cost, Student-Built Fluorescence Spectrometer
J. Chem. Educ., 2021, 98, 4054-4060 (décembre 2021).
Cet article décrit la construction d’un spectrofluorimètre avec comme source une LED UV et un phototransistor comme détecteur. L’appareil est testé en traçant la grandeur mesurée en fonction de la concentration en NADH. Dans une seconde partie, l’appareil est utilisé pour étudier la cinétique d’une réaction catalysée par une enzyme.
The Fluorino: A Low-Cost, Arduino-Controlled Fluorometer
J. Chem. Educ., 2021, 98, 3892-3897 (décembre 2021).
Un autre exemple de construction de spectrofluorimètre avec du matériel différent. Il est utilisé tout d’abord pour étudier des solutions de fluorescéine, puis pour une expérience de biologie moléculaire.
Open-Source Fluorescence Spectrometer for Noncontact Scientific Research and Education
J. Chem. Educ. 2021, 98, 3493−3501 (novembre 2021).
Dans ce troisième article sur ce thème, les auteurs décrivent la construction d’un appareil beaucoup plus sophistiqué que dans les deux autres publications (budget de 500 dollars).
Autres mesures : température, turbidité
Smartphone Visualization of Thermal Phenomena with Thermal Imaging Accessories
J. Chem. Educ. 2019, 96, 2545-2552 (novembre 2019)
Cet article décrit l’utilisation d’une caméra thermique fonctionnant avec un smartphone pour visualiser l’évolution spatiale et temporelle de la température dans plusieurs situations : cristallisation (acétate de sodium), mélanges (dilution d’acide sulfurique concentré, mélange d’eau et d’éthanol, d’éthanol et de cyclohexane), évaporation (d’eau pure, de solutions aqueuses)…
Simplified Low-Cost LED Nephelometer and Turbidity Experiments for Practical Teaching
J. Chem. Educ. 2022, 99, 1304-1312 (mars 2022)
La construction d’un néphélomètre pour la mesure de turbidité d’un liquide, dont la source est une LED infrarouge. Le suivi de la production de dioxyde de carbone par la levure de boulanger est réalisé avec ce dispositif (mesure de la turbidité après réaction du dioxyde de carbone avec l’eau de chaux) et les mesures sont comparées à celles effectuées avec un capteur commercial.
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Quelques aspects de la corrosion des ouvrages d'art, avec des solutions pour lutter contre cette corrosion.
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De belles illustrations des méthodes d’analyse d’une part et de la complexation d’autre part.
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