Éther éthylique/synthèse

Un article du site scienceamusante.net.

Cette réaction peut avoir un intérêt pour préparer en laboratoire un éther (solvant aprotique polaire).

1 Précautions

Outre les précautions en chimie qui sont d'usage, cette expérience comporte les attentions suivantes :

  • L'éthanol et l'éther éthylique sont des solvants très inflammables SGH02 et dont les vapeurs sont nocives SGH07. Travailler dans une zone ventilée et sans source de chaleur ou flamme directe.
  • L'acide sulfurique SGH05 concentré présente un danger à manipuler. Porter obligatoirement des gants adaptés et des lunettes de protection.
  • La distillation des éthers peut conduire à la concentration de peroxydes qui sont explosifs SGH01 ! Ne jamais distiller un éther à sec ! Toujours vérifier la présence de peroxydes.

2 Matériel et produits

3 Protocole

  • Réaliser un montage de distillation classique. Le ballon bicol supporte la colonne à distiller et l'ampoule de coulée.
  • Dans le ballon bicol, ajouter 25 mL d'éthanol. Si l'éthanol utilisé est dénaturé, comme l'alcool de pharmacie à 70° ou 90° (dénaturé au camphre) ou de l'alcool à brûler (alcool ménager, dénaturé au méthanol et autres produits), le distiller pour éliminer au maximum les dénaturants. Il sera impossible d'obtenir de l'éthanol absolu par cette méthode en raison d'un azéotrope avec le méthanol SGH02SGH06SGH08 et l'eau.
  • Dans l'ampoule de coulée, placer 10 mL d'acide sulfurique très concentré SGH05. L'ajouter goutte à goutte.
  • Chauffer le mélange sous vive agitation jusqu'au reflux.
  • Les premières vapeurs arrivant en tête de colonne doivent être à la température de 36°C, ce qui correspond à la température d'ébullition de l'éther éthylique. Si cette température dépasse les 40°C, il faut arrêter le chauffage et laisser refroidir, sinon on risquerait de distiller également l'éthanol n'ayant pas réagi.
  • On récupère ainsi plusieurs mL d'éther éthylique SGH02SGH07. Si l'alcool de départ était dénaturé au méthanol, l'éther obtenu contiendra un peu de méthoxyéthane CH3-O-CH2-CH3 et sans doute aussi du méthoxyméthane CH3-O-CH3.

4 Théorie

Cette manipulation est une réaction de déshydratation intermoléculaire, elle est obtenue par chauffage d'un alcool en présence d'un acide protonique. Suivant le domaine de température, il y a 2 réactions qui sont en compétition, la déshydratation intermoléculaire, et la déshydratation intramoléculaire.

  • La déshydratation intramoléculaire conduit à un alcène (ou à un mélange d'alcènes), avec départ d'eau, et se produit a des températures assez "basses", de l'ordre de 50°C-120°C suivant les alcools employés.
Alcool deshydratation intramoleculaire.gif
  • La déshydratation intermoléculaire produit un étheroxyde R-O-R (si on utilise un seul alcool, ou alors R-O-R', si on utilise un mélange d'alcools), avec départ d'eau. Elle se produit à des températures avoisinant les 140°C.
Alcool deshydratation intermoleculaire.gif
    • Les alcools primaires (R-CH2OH) conduisent à des alcènes ou à des étheroxydes.
    • Les alcools secondaires (RR'CH-OH) conduisent eux aussi à des alcènes (parfois dissymétriques) et des étheroxydes symétriques.
    • Les alcools tertiaires (RR'R"C-OH) ne produisent pas d'alcènes et se déshydratent en étheroxydes avec des conditions plus drastiques.
  • Un acide protonique est un acide minéral pur capable de libérer des protons (classiquement : l'acide sulfurique H2SO4 SGH05, l'acide phosphorique H3PO4 SGH05), on n'emploie jamais d'acide nitrique SGH03SGH05, à cause de son action oxydante et des réactions parasites avec l'ion nitrate et du fait qu'il soit généralement en solution aqueuse, ni l'acide chlorhydrique SGH05 pour cette même raison.
  • Note : ici, R est une chaîne carbonée classique, R' est une autre chaîne carbonée classique, mais différente de R, et enfin R" est encore une autre chaîne carbonée classique, différente de R et R'.

5 Voir aussi