Aurélie 16/03/09
 

 

Polymères, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier chimie concours technicien police scientifique 09

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Donner la définition d'un polymère.

Macromolécule, organique ou inorganique, constituée de l'enchaînement répété d'un même motif, le monomère ,reliés les uns aux autres par des liaisons covalentes.

A partir du monomère de l'acétate de vinyle, écrire la réaction finale conduisant à l'acétate de polyvinyle.

Les résines vinyliques sont des résines thermoplastiques.

Quelles sont les principales différences entre ces résines et les résines thermodurcissables ?

Thermoplastique : matière qui se ramollit d'une façon répétée lorsqu'elle est chauffée au-dessus d'une certaine température, mais qui, au-dessous, redevient dure. Une telle matière conservera de manière réversible sa thermoplasticité initiale.

Ils sont constitués de macromolécules linéaires ou ramifiées ; ce sont des composés solubles et fusibles.

Thermodurcissable : il ne peut être mis en œuvre qu'une seule fois et devient infusible et insoluble après polymérisation. Une fois durci, sa forme ne peut plus être modifiée ; ils ont une structure tri dimensionnelle.

Le chloroéthène est préparé à partir de l'éthène selon un processus de chloration- déshydrochloration. On emploe HCl en présence de dioxygène et de CuCl2. Dans ces conditions on obtient l'intermédiaire 1,2-dichloroéthane, qui est trtansformé en chlorure de vinyle par élimination de HCl.

Compléter et justifier la réaction de synthèse du chloroéthène.


 

L'oxydation de l'éthène par de dioxygène en présence d'argent conduit à l'oxacyclopropane ( oxyde d'éthylène), dont l'hydrolyse aboutit à l'éthane 1,2-diol ( éthylèneglycol).

Compléter et justifier les réactions suivantes :

 





Lors de la restauration d'un tableau, la couche picturale a été recouverte d'un vernis translucide.

Le vernis de restauration a été analysé par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ( IRTF) à partir d'un prélèvement effectué au scalpel sur une des bordures du tableau. Il s'agit d'un vernis acrylique qui est un copolymère à base de méthacrylate de butyle et d'éthyle.

Donner le principe de la spectroscopie infrarouge. Faire un descriptif des différents composants d'un spectrophotomètre IR.

La Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR) est basée sur l'absorption d'un rayonnement infrarouge par le matériau analysé. Elle permet via la détection des vibrations caractéristiques des liaisons chimiques entre deux atomes d'effectuer l'analyse des fonctions chimiques.

La spectrométrie IRTF est basée sur l'obtention dans le domaine temporel d'un interférogramme à l'aide d'un interféromètre de Michelson. Le spectre désiré est ensuite obtenu par transformée de Fourier de cet interférogramme.

L'interféromètre de Michelson est constitué de deux miroirs B et C, d'une lame séparatrice semi-transparente D;

A est la source lumineuse et E le plan d'observation ( détecteur)

L'échantillon doit être placé entre l'un des miroirs et la lame D.

Le spectre proposé présente une bande large dans la zone 3000 - 3500 cm-1 ( liaison hydrogène): en travaillant avec un solvant apolaire, on obsevera dans cette zone des pics interpétables.

Le spectromètre doit être entièrement purgé à l'air sec de façon à minimiser les absorptions dues à la vapeur d'eau et au dioxyde de carbone.

Seules les vibrations qui font varier le moment dipolaire de la molécules absorbent les radiations infrarouges. Parmi les modes proposés le premier et le 3ème modes de vibration sont inactifs.

Si des modes de vibrations sont inactifs en IR une autre méthode spectroscopique permet de les identifier : Raman

 





vers 3000 cm-1
vibtation CH forte
vers 1750 cm-1
vibration C=O forte
vers 3400 cm-1
vibration OH large ( associassion par liaison hydrogène)
1000 à 1300 cm-1
C-O forte
vers 1500 cm-1
CH déformation

Citer une ou plusieurs techniques d'analyses complémentaires à l'IRTF pour ce type d'analyse. Argumenter.

 RMN et spectrométrie de masse.






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