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Les molécules de solvants polaires protiques peuvent former des liaisons hydrogène car elles contiennent généralement au moins un atome d’hydrogène lié de manière covalente à un atome d’azote, d’oxygène ou de fluor. Laquelle des substances suivantes peut être classée comme solvant polaire protique ? (A) Diméthylsulfoxyde, (B) éthanol, (C) acétone, (D) dichlorométhane ou (E) diméthylformamide.
Un solvant polaire est un solvant constitué de molécules polaires. Les molécules polaires ont une distribution asymétrique de la densité électronique due aux liaisons polaires dans la molécule.
On peut classer les solvants polaires en deux autres catégories : les solvants polaires protiques et les solvants polaires aprotiques. Les molécules d’un solvant polaire protique sont capables de former des liaisons hydrogène. Les molécules doivent avoir au moins un atome d’hydrogène lié de manière covalente à un atome d’azote, d’oxygène ou de fluor. L’atome d’hydrogène aura une charge partielle positive, ce qui permettra à de fortes attractions intermoléculaires de se produire avec les doublets non liants sur les atomes électronégatifs de molécules adjacentes. Bien que les solvants polaires aprotiques soient eux aussi composés de molécules polaires, ces molécules ne sont pas capables de former de liaisons hydrogène.
Pour identifier correctement le solvant polaire protique, examinons les structures moléculaires de nos choix de réponses.
Le choix de réponse (A) est le diméthylsulfoxyde, souvent appelé DMSO. Le diméthylsulfoxyde a la formule chimique (CH3)2SO et sa formule développée est représentée ici. Si nous regardons la formule développée, nous pouvons voir que l’atome d’oxygène n’est lié à aucun atome d’hydrogène. Les molécules de diméthylsulfoxyde n’ont pas la structure requise pour former des liaisons hydrogène entre elles. Et donc le choix de réponse (A) n’est pas un solvant polaire protique.
Le choix de réponse (B), l’éthanol, a la formule chimique C2H5OH. Sa formule développée est représentée. L’atome d’oxygène dans cette structure est lié de manière covalente à un atome d’hydrogène. Cela rend possible la formation de liaisons hydrogène entre les molécules d'éthanol, ce qui en fait un solvant polaire protique. Il est probable que le choix de réponse (B) soit la bonne réponse à la question. Mais regardons les autres choix de réponses, juste pour en être sûr.
Les formules développées de l’acétone, du dichlorométhane et du diméthylformamide sont représentées. L’acétone n’a aucun atome d’hydrogène lié à un oxygène. Le dichlorométhane n’a aucun atome d’oxygène, d’azote ou de fluor. Et le diméthylformamide n’a aucun atome d’hydrogène lié à son atome d’oxygène ou d’azote. Les molécules des réponses (C), (D) et (E) ne sont pas capables de créer des liaisons hydrogène et ne sont donc pas des solvants polaires protiques.
Par conséquent, la substance qui peut être classée comme solvant polaire protique est l’éthanol, réponse (B).