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Différence entre les solvants protiques et aprotiques

Différence entre les solvants protiques et aprotiques : Les solvants sont des composants importants de nombreuses réactions chimiques car ils contribuent à la dissolution des réactifs et à la création de produits. Toutefois, tous les solvants ne sont pas identiques et leurs caractéristiques peuvent avoir une influence considérable sur le résultat d’une réaction. Les solvants peuvent être classés selon qu'ils sont protiques ou aprotiques. Dans l’article suivant, nous examinerons les différences et les caractéristiques des solvants protiques et aprotiques.

Que sont les solvants protiques ?

Les solvants polaires appelés solvants protoniques ont des atomes d'hydrogène liés à des atomes électronégatifs comme le fluor, l'oxygène ou l'azote. La capacité de ces solvants à générer liaisons hydrogène avec d'autres molécules les définit. L'eau, l'éthanol, le méthanol, l'acide acétique et l'ammoniac sont quelques solvants protiques.



Caractéristiques du solvant Protic :

  • Les solvants protiques contiennent un atome d’hydrogène acide, ils peuvent fonctionner à la fois comme donneur et accepteur de liaisons hydrogène.
  • Ils sont efficaces pour stabiliser les espèces chargées comme les ions car ils ont une constante diélectrique élevée.
  • Les solvants protiques ont souvent un point d'ébullition élevé et sont polaires.
  • Ils sont capables de liaisons hydrogène, ce qui leur permet de créer des coques de solvatation robustes autour des cations et des anions.

Que sont les solvants aprotiques ?

Un atome d'hydrogène n'est pas joint à un atome électronégatif dans les liquides aprotiques. Ces solvants se distinguent par leur incapacité à interagir avec d’autres molécules via des liaisons hydrogène. L'acétone, le diméthylsulfoxyde (DMSO), l'hexane et le chloroforme sont des exemples de solvants aprotiques.

Caractéristiques du solvant aprotique :

  • En raison de l’absence d’atome d’hydrogène acide, les solvants aprotiques ne peuvent pas fonctionner comme donneurs de liaisons hydrogène.
  • Ils réussissent moins bien à stabiliser les espèces chargées que les solvants protiques car ils ont une constante diélectrique plus faible.
  • Comparés aux solvants protiques, les solvants aprotiques sont souvent moins polaires et ont un point d’ébullition plus bas.
  • Comparés aux solvants protiques, ils sont moins susceptibles de former des coques de solvatation robustes autour des ions.

Tableau des caractéristiques des solvants protiques et aprotiques

Caractéristiques

Solvant protique



Solvant aprotique

Présence d'hydrogène acide

Oui



Non

Capacité à créer une liaison hydrogène

Oui

Non

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Constante diélectrique

haut

faible

Polarité

haut

faible

Point d'ébullition

haut

faible

Solvatation des ions

fort

faible

Exemples

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Eau, éthanol, méthanol, acide acétique

Acétone, DMSO, acétonitrile

Différence entre les solvants protique et aprotique

Propriété

Solvant protique

Solvant aprotique

La conservation des données Les solvants protiques sont des liquides polaires. Les substances contenant des atomes d'hydrogène peuvent se briser. Les solvants aprotiques sont des liquides polaires. Les substances dépourvues d'atomes d'hydrogène peuvent être séparées.
Formation de liaisons hydrogène Des liaisons hydrogène sont capables de se former dans un solvant protique. Les liaisons hydrogène ne peuvent pas se former dans les liquides aprotiques.
Liaisons chimiques existantes Les liaisons O-H et N-H abondent dans les solvants protiques. Les liaisons O-H et N-H sont absentes des solvants aprotiques.
Type de réaction préféré Les solvants protiques préfèrent les réactions SN1. Les solvants aprotiques préfèrent les réactions SN2.
Moment dipolaire Haut Varie
Acides et bases et leurs interactions Capable de fournir et d’absorber des protons. Peut absorber des protons mais ne peut pas en donner.
Réactivité avec NaOH Protonate Pas de réaction
Solubilité des sels Bien Pauvre
Solubilité des gaz Pauvre Bien
Acidité Oui Non (sauf pour l'acide trifluoroacétique)
Basicité Oui Varie
Exemples d'utilisation Réactions catalysées par un acide, substitutions nucléophiles, SN1 Réactions de Friedel-Crafts, réactions de Grignard, SN2

Similitudes entre les solvants protique et aprotique

  1. Les deux types de solvants contiennent un moment dipolaire et peuvent dissoudre les molécules polaires, ce qui en fait des solvants polaires.
  2. Les molécules organiques telles que les alcools, les éthers et les cétones peuvent être dissoutes à l'aide de solvants protiques et aprotiques.
  3. En agissant comme milieu de réaction, les solvants protiques et aprotiques peuvent modifier la vitesse d’une réaction chimique.
  4. Les deux types de solvants peuvent influencer la stabilité et la réactivité d’espèces chimiques telles que les ions et les radicaux.
  5. Les solvants protiques et aprotiques peuvent tous deux fonctionner comme réactifs et catalyseurs dans les processus chimiques.
  6. Les deux types de solvants sont capables d’extraire ou de purifier certains produits chimiques ou molécules d’un mélange.

Conclusion

En conclusion, les solvants protiques sont polaires et contiennent un atome d’hydrogène acide, tandis que les solvants aprotiques n’ont pas d’atome d’hydrogène acide et sont moins polaires. Les solvants aprotiques réussissent moins bien que les solvants protiques à stabiliser les espèces chargées et à créer des coques de solvatation robustes autour des ions. La réaction chimique ou le processus particulier effectué, ainsi que les caractéristiques des réactifs et des produits, influencent le choix du solvant.

FAQ sur les solvants protiques et aprotiques

T1. Les solvants protiques et aprotiques peuvent-ils être combinés ?

Les solvants protiques et aprotiques peuvent être combinés pour former un solvant présentant des caractéristiques intermédiaires.

Q2. Un solvant aprotique peut-il participer aux processus acido-basiques ?

Oui, parce qu’ils contiennent des atomes d’hydrogène acides susceptibles de donner un proton, les solvants protiques peuvent participer aux processus acido-basiques.

Q3. Comment la température affecte-t-elle la solubilité dans les solvants protiques et aprotiques ?

L'augmentation de la température d'un soluté peut généralement améliorer sa solubilité dans les deux types de solvants, mais il peut y avoir des exceptions en fonction du soluté et du solvant impliqués.

Q4. Quelles sont les applications populaires des solvants aprotiques ?

Les solvants aprotiques sont souvent utilisés dans des processus de chimie organique tels que les substitutions nucléophiles, les réactions de Grignard et les réactions de Friedel-Crafts. De plus, ils peuvent être utilisés comme solvants dans les batteries lithium-ion et d’autres applications électrochimiques.

Q5. Quel rôle joue la liaison hydrogène dans les solvants protiques ?

L’existence de liaisons hydrogène dans les solvants protiques peut avoir un impact substantiel sur les processus chimiques car elle affecte la réactivité et la stabilité d’espèces chimiques spécifiques.