Soutenance mémoire
A Madagascar, l’utilisation de l’autoroute reste encore comme un projet ; et l’Etat se concentre toujours sur le domaine de la lutte contre la malnutrition, puisqu’on est pauvre malheureusement. Honorablement, la lutte contre la malnutrition et l’application de l’autoroute peuvent attribuer simultanément à partir d’un fameux produit dit acide citrique, que nous allons valoriser en polymère d’une part, pour obtenir des charges pour les liquides goudronnières pour baisser son coût. D’autre part, l’action de l’acide citrique sur l’ammoniaque donne naissance un produit substituant moins chère que le sel de bicarbonate de sodium qui est utilisé comme sel levant dans la boulangerie.
L’acide citrique
Historique
En 1784, le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele a isolé l’acide citrique en cristallisant le jus de citron concentré. [1] En 1869, un médecin anglais a mélangé du jus de citron avec de l’eau de chaux, décomposé par de l’acide sulfurique et a obtenu de l’acide citrique sous forme cristalline. L’intermédiaire de cette réaction est le citrate de calcium. [1] Parfois, les chercheurs s’inspirent sur les produits naturels (comme les plantes) pour trouver ou bien pour synthétiser le produit qu’ils voudraient avoir. En effet, depuis l’année 1893, une idée a trouvé que des champignons filamenteux contenaient de l’acide citrique. Par suite, l’étudiant Belge à Louvain, Alphonse Cappuyns commença à étudier la production d’acide citrique par voie biologique, en cultivant d’abord des «citromyces» sur du sucre raffiné, ensuite avec des «Aspergillus Niger-schimmel». [2] En 1929, le citrate a été isolé d’une culture fongique fermentée. D’autre part, une légère demande d’acide citrique sur le niveau industriel a observé. D’où, l’autre méthode de préparation, qui est la fermentation d’une solution sucrée, telle la mélasse, a trouvé.
Dans l’industrie agroalimentaire, il est désigné sous le nom de E330, comme acidifiant et correcteur d’acidité, et est biosynthétisé par des micro-organismes cultivés sur un substrat contenant habituellement de la mélasse et/ou du glucose. Le champignon du genre Aspergillus niger représente le micro-organisme de choix pour la production de cet acide organique étant donné sa stabilité génétique, ses rendements élevés, sa capacité d’utilisation de matériel à bon marché et l’absence de métabolites indésirables (moisissures). Ce nom (E330) est donné par la Communauté Economique Européenne (CEE) par le décret n°84-1147 du 7 décembre 1984 (où E indique les matières corrosives).
Généralités sur l’ammoniaque
Le citrate d’ammonium est un sel obtenu par la réaction entre l’acide citrique et l’hydroxyde d’ammonium. L’ammoniaque est le nom donné à la solution aqueuse d’ammoniac. Elle est constituée industriellement en dissolvant le gaz ammoniac NH3 dans l’eau. La réaction entre l’eau et l’ammoniac produisant environ 1 % d’ions ammonium NH4+ et autant d’ions hydroxyde HO- , cette solution a aussi été appelée autrefois solution d’hydroxyde d’ammonium et la formule (NH4+ aq + HOaq) lui a été attribuée. Pour autant, le composé NH4OH n’a jamais été isolé.
Identification
❖Nom IUPCA : ammoniaque
❖Apparence :
● Solution incolore
● Solution volatile
● Odeur âcre
❖Famille chimique : Alcali.
Propriétés chimiques
Formule brute : NH4OH
Masse molaire : 35,0458 ± 0,0009 [g/mol]
Composition centésimal :
H : 14,38%
N : 39,97%
O : 45,65%
pKa = 9,25 à 25 [°C]
Notions sur la polymérisation
La polymérisation est une réaction chimique dont les réactifs sont des petites molécules, qui réagissent entre elles pour former des molécules de masse moléculaire relativement élevée. Les molécules initiales ou encore les réactifs peuvent être des monomères ou des pré-polymères (qui sont des polymères de faible degré de polymérisation et capables de subir une polymérisation ultérieur grâce à des groupes réactifs). Un homopolymère est un polymère qui comporte des motifs monomères tous identiques. Un copolymère est un polymère qui comporte des motifs monomères de deux (ou plus) sortes différentes.
Les différents types de polymérisations
Polymérisations radicalaires
Cette méthode de polymérisation présente des conditions réactionnelles compatibles avec un grand nombre de fonctions (alcools, acides, époxydes, …). Elle est insensible à l’humidité mais présente une grande sensibilité vis-à-vis du dioxygène.
Les principaux monomères sont :
– L’éthylène (mais pas les autres oléfines) ;
– Les composés possédant une double liaison de type vinylique ou acrylique CH2=CHX tels que le styrène, le chlorure de vinyle, l’acrylonitrile, l’acétate de vinyle, l’acide acrylique, les esters acryliques, les acrylamides … ;
– Les composés disubstitués tels que le méthacrylate de méthyle, le chlorure de vinylidène ou le fluorure de vinylidène…
Mécanisme :
a. Amorçage
L’amorçage chimique est le plus souvent utilisé au niveau industriel.
Les amorceurs les plus courants sont les peroxydes ou les composés azoïques. Sous l’action de la chaleur, ces composés se dissocient en radicaux libres. Dans une seconde étape, les radicaux libres attaquent le (ou les) monomères(s). Chez les amorceurs peroxydables, l’un des plus répandus est le peroxyde de benzoyle. Il est notamment utilisé dans l’industrie du plastique et du caoutchouc. Il est néanmoins connu pour leur caractère explosif.
Les radicaux produits par la dissociation des amorceurs vont ensuite s’attaquer à un premier monomère, c’est la naissance de la chaîne de propagation.
b. Propagation
La propagation se fait par additions successives de molécules de monomère sur la partie active de la chaîne croissante.
c. Terminaison
La réaction de terminaison consiste en la destruction du centre actif qui est localisé à l’extrémité de la chaîne en croissance et peut, en principe, se faire de différentes façons (choc sur une paroi, réaction avec des impuretés, etc.).
Polymérisations cationiques
La partie active est un carbocation, où un des atomes de carbone porte une charge positive, associé à un contre-ion chargé négativement. Les monomères peuvent être:
– Des oléfines (isobutylène) ;
– Des éthers vinyliques ; CH2=CHOR
– Des carbures insaturés (styrène, indène, benzofurane) ;
– Des terpènes ;
– Des composés hétérocycliques (oxirane, tétrahydrofurane, cyclosiloxane).
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Table des matières
Introduction generale
Chapitre 1 : L’acide citrique
I. Historique
II. Identification
III. Sources
a. Préparation de l’inoculum
b. Préparation du milieu de fermentation
c. Traitement de la mélasse
d. Addition des agents nutritifs
e. Stérilisation du milieu
f. La fermentation
g. Récupération de l’acide citrique
IV. Propriétés physico-chimiques
IV.1 Propriétés physiques
IV.2 Propriétés chimiques
V. Utilisations
V.1 Industrie agroalimentaire
V.2 Industrie pharmaceutique
VI. Identification des dangers
VI.1 Contact avec les yeux
VI.2 Contact avec la peau
VI.3 Ingestion
VI.4 Inhalation
VII. Les moyens de secours
VII.1 Contact avec les yeux
VII.2 Contact Cutanée
VII.3 Ingestion
VII.4 Inhalation
VIII. Les mesures d’obstructions
VIII.1 Yeux
VIII.2 Respiratoire
VIII.3 Les gants
VIII.4 Les vêtements
VIII.5 Les Chaussures
Chapitre 2 : Généralités sur l’ammoniaque
a. Identification
b. Propriétés chimiques
c. Propriétés physiques
Chapitre 3 : Notions sur la polymérisation
I. Les différents types de polymérisations
I.1 Polymérisations radicalaires
I.2 Polymérisations cationiques
I.3 Polymérisations anioniques
a. La polymérisation par étape
a. La polymérisation en chaîne
II. Le degré de polymérisation
III. Le monomère
IV. Structure des polymères
IV.1 Les polymères linéaires
IV.2 Les polymères ramifiés
IV.3 Les polymères réticulés
IV.4 Les polymères amorphes et polymères cristallisés
V. Structures et propriétés des polymères
Chapitre 4 : La catalyse et le catalyseur
I. Différents types de catalyse
I.1 La catalyse homogène
I.2 La catalyse hétérogène
I.3 La catalyse enzymatique
II. Mode d’action d’un catalyseur
III. Sélectivité d’un catalyseur
IV. Propriétés de la catalyse
V. Le fer et le catalyseur
Chapitre 5 : Cinétique d’une réaction chimique
1. Brefs rappel sur la réaction chimique
2. Degré d’avancement
3. Vitesse de la réaction
4. Ordre d’une réaction
a. Réaction d’ordre zéro (ou nul)
b. Réaction du premier ordre (ou d’ordre 1)
c. Réaction du second ordre (ou d’ordre 2)
d. Détermination de l’ordre d’une réaction (méthode différentielle)
Chapitre 6 : La cristallisation
I. Notions de base de la cristallisation en solution
1. Solution
2. Concentration
3. Solubilité
4. Sursaturation
a. La nucléation
b. La croissance
CONCLUSION
