Fiche de cours

Matériaux naturels et synthétiques

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Objectif

Savoir différencier les matériaux naturels des matériaux synthétiques.

1. Quelles différences entre les espèces naturelles et les espèces synthétiques ?

• Une espèce chimique naturelle est une espèce qui existe dans la nature.
• Une espèce chimique synthétique est une espèce fabriquée par l’homme.

Remarques :
Certaines espèces naturelles peuvent être synthétisées (l'homme reproduit une espèce présente dans la nature).
En revanche, certaines espèces ont été créées par synthèse, elles n'existent pas dans la nature : une telle espèce est dite artificielle.

Exemple :
La vanilline. Cette molécule présente dans la vanille lui confère son goût et son odeur.

Elle est aussi synthétisée à l’identique en laboratoire.

Les chimistes fabriquent un arôme artificiel, l’éthylvanilline, qui est 3 à 4 fois plus aromatisant que la vanilline. Cette molécule artificielle est obtenue par synthèse chimique.

2. Pourquoi synthétiser des molécules ?

Il est nécessaire de synthétiser des espèces chimiques parce que :
• les réserves des espèces chimiques dans la nature ne sont pas inépuisables et que leur extraction coûte cher ;
• le coût des matières synthétisées est plus abordable ;
• les matières synthétisées peuvent être plus efficaces que les molécules naturelles.

La chimie de synthèse est caractérisée par de grands volumes de production, des coûts faibles et des prix de ventes peu élevés.

3. Utilisation de la chimie au service du sport

La chimie est au cœur même du sport, que ce soit dans :
• les combinaisons en polyuréthane des nageurs ;
• le plexiglas de certains casques ;
• le nylon des cordages des alpinistes ;
• dans les antidouleurs ;
• etc.

La chimie permet de satisfaire les besoins des sportifs, en apportant une légèreté, un confort et une efficacité que les matériaux naturels (coton, soie, caoutchouc, bois, etc.) ne présentent pas.

a. Synthèse de matières plastiques dans les équipements sportifs : les polymères

Les polymères sont des molécules qui résultent d’un enchaînement de molécules plus petites, les monomères.

Le matériau est obtenu par assemblage de molécules de polymères.

Exemples :
• Le polyuréthane : il s'agit d'une molécule hydrophobe (qui repousse l’eau), utilisée dans les combinaisons des nageurs pour leur assurer une meilleure flottabilité.


Uréthane	Polyuréthane

• Le polyamide : il s'agit d'une molécule obtenue par assemblage de plusieurs amides, utilisée par exemple dans la fabrication des cordages plus légers, résistants et imperméables.


Amide	Polyamide

b. Fabrication de médicaments « sportifs » : exemples

• Fabrication d’un antidouleur : le paracétamol
Le paracétamol de formule brute C₈H₉NO₂ est synthétisé par réaction entre le para-aminophénol et l’anhydride acétique.

• Fabrication d’un ester qui existe dans la nature : l’acétate de linalyle, présent dans la lavande et le lavandin, et entrant dans la composition du synthol.
Il est synthétisé à partir de linalol C₁₀H₁₈O et d’anhydride acétique C₄H₆O₃.

• Produits dopants :
Le plus connu est l’EPO, fabriqué naturellement par l’homme, mais utilisé aussi comme produit dopant. Il permet d’augmenter la quantité de globules rouges dans le sang.

Remarque :
Le dopage a des conséquences néfastes sur la santé et il est illicite.
Face au dopage des sportifs qui désirent augmenter leurs performances (plus de 400 molécules répertoriées), les techniques d’analyse qui permettent de les identifier évoluent.

L'essentiel

La chimie de synthèse est nécessaire pour la société. Elle permet de préserver les espèces naturelles et coûteuses, en créant des molécules synthétisées, moins coûteuses, plus performantes, et inépuisables.

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