Initiation à la méthode scientifique en chimie

I. Introduction.

Ce chapitre a pour objet la présentation des différentes étapes de la démarche scientifique en chimie.

Cette étude scientifique du monde chimique qui nous entoure réserve, à notre niveau, une place privilégiée à l'expérimentation, qu'elle soit qualitative ou quantitative.
Il devient alors évident que les notions développées dans ce chapitre ainsi que dans les trois suivants ne pourront être assimilées de façon satisfaisantes qu'à la condition d'étudier soigneusement les travaux pratiques correspondants.

Enfin, il faut être capable de distinguer les composés naturels et les composés de synthèses et savoir lire les informations données par les étiquettes des emballages des produits chimiques, en particulier les pictogrammes annonçant les différents types de dangers.

II. Première étape: mise en jeu des cinq sens.

La nature nous a doté de cinq sens (la vue, le toucher, l'ouïe, le goût et l'odorat) qui constituent les premiers outils nous permettant de recueillir des informations sur le monde qui nous entoure et en particulier sur le monde chimique.

Ces cinq sens, bien que précieux et indispensables, présentent des inconvénients. Ils peuvent être défaillants, les informations qu'ils permettent de recueillir peuvent être subjectives et dans presque tous les cas non quantifiables,enfin il peut s'avérer dangereux de les utiliser (gaz toxiques, liquides corrosifs etc...).

Il n'en reste pas moins qu'ils permettent d'effectuer une première approche des propriétés chimiques de la nature et surtout d'orienter les recherches ultérieures mettant en jeu des techniques et des méthodes plus élaborées.

III. Deuxième étape: mise en jeu de méthodes et de techniques d'analyse.

Pour rendre plus performantes, c'est-à-dire plus fiables, moins dangereuses, moins subjectives et quantifiables, l'analyse d'une substance et l'étude d'une réaction chimique, les chimistes ont élaboré des méthodes et mis au point des techniques dont certaines feront l'objet d'une étude sérieuse cette année. On peut citer parmi celles-ci: (cliquer sur l'icône pour voir le TP correspondant)

*
Mise en évidence (test) de la présence d'eau dans une substance ou dans un milieu réactionnel.
*
Mise en évidence (test) de la présence de glucose dans une substance.
*
Mise en évidence (test) de la présence d'amidon dans une substance.
*
Mise en évidence (test) du caractère acide, neutre ou basique d'une substance ou d'un milieu réactionnel.
*
Mise en évidence (test) de la présence de dioyde de carbone.
*
Techniques d'extraction de parfums, d'arômes et de colorants.
*
Technique d'analyse par chromatographie.
*
Techniques de synthèses chimiques.

Ces méthodes et ces techniques constituent les outils de base de l'analyse chimique au laboratoire et, à ce titre, doivent être maîtrisées et mémorisées.

IV. Troisième étape: maîtrise des réactions chimiques et synthèses industrielles.

Lorsque l'analyse des produits naturels est achevée et que les processus qui régissent les réactions entre ces substances sont connus, les chimistes essaient de les modéliser.

Vient alors un travail plus théorique. Les théories élaborées sont ensuite confrontées à la réalité. C'est-à-dire que l'on vérifie que les résultats donnés par les théories sont bien en accord avec ce que l'on observe dans la réalité.

Il devient alors possible soit de synthétiser de nouveaux composés n'existant pas dans la nature, soit de reproduire en laboratoire puis dans l'industrie, en améliorant éventuellement leurs qualités,des produits naturels en plus grande quantité.