CHIMIE

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COURS
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Interactions de faible énergie
Doc. 35 Extraits des spectres infrarouge
de l’éthanol CH 3–CH 2–O–H :
a) en phase vapeur ;
b) en solution à 10 % en masse dans
le tétrachlorométhane.
% transmission
80
60
40
20
2,5 3 4 5
0
4000
O – H
C – H
s (cm –1)
3500 3000 2500 2000
Doc. 36 Spectre infrarouge de
l’acide éthanoïque concentré.
a)
b)
H
H
O
O
O
H
O
H
O
O
H
H
H
O O
Doc. 37 Formules topologiques :
a) du glycérol ou propan-1,2,3triol
; b) du glucose.
Chaque molécule peut participer à
de nombreuses liaisons hydrogène.
H
O
a) 3 4 5 b) 3 4 5
% transmission
O–H
libre
C–H
(cm – 1) (cm – 1)
3600 3200 2800 2400 2000 3600 3200 2800 2400 2000
Le spectre I.R. de l’acide éthanoïque en solution relativement concentrée
(doc. 36) présente un net chevauchement de la bande due à la vibration des liaisons
C–H et de la bande due aux vibrations des liaisons O–H ; un tel chevauchement
est caractéristique de groupes O–H fortement liés.
La spectroscopie infrarouge est une technique très utilisée pour détecter
la présence de liaisons hydrogène tant à l’état solide qu’en solution
pour des espèces minérales ou organiques.
2.3.6. Autres conséquences de la présence de liaison hydrogène
Parmi les nombreuses propriétés physiques qui dépendent de la présence de
liaisons hydrogène, et éventuellement d’interactions de van der Waals, on peut
encore citer la masse volumique et la viscosité.
■ La présence de liaisons hydrogène intermoléculaires ou intramoléculaires a
généralement pour effet de «resserrer » les molécules les unes contre les autres,
ce qui diminue le volume molaire et ainsi augmente la masse volumique.
Ainsi à 20 °C, la masse volumique du butan–1–ol CH 3–CH 2–CH 2–CH 2–OH
qui présente des liaisons hydrogène, est de 0,8098 g.cm –3 alors que celle de
son isomère l’éthoxyéthane ou «éther » CH 3–CH 2–O–CH 2–CH 3, dépourvu de
liaisons hydrogène, n’est que de 0,7410 g . cm –3 .
■ Les liaisons hydrogène intermoléculaires associent les molécules des liquides
entre elles, ce qui a pour effet de rendre plus difficiles leurs déplacements relatifs.
La présence de liaisons hydrogène réduit donc la fluidité d’un liquide et
en augmente la viscosité.
Ainsi à 0°C, la viscosité du butan–1–ol est dix huit fois plus grande que celle
de son isomère l’éthoxyéthane ou «éther ».
Il est facile de vérifier au laboratoire que le glycérol (doc. 37 a) est un liquide
très visqueux et qu’une solution concentrée de glucose (doc. 37 b) est très
sirupeuse.
% transmission
O–H libre
O–H lié
C-H
Pour s’entraîner : ex. 18 et 19