Meera Senthilingam
Cette semaine, les joies de la simplicité avec Brian Clegg.
Brian Clegg
En matière de composés organiques simples, l’éthane n’est devancé parmi les alcanes que par le méthane. L’éthane est composé d’une paire d’atomes de carbone reliés par une liaison simple avec trois atomes d’hydrogène attachés à chaque carbone. On pourrait penser qu’une telle simplicité signifie que l’éthane a été facilement identifié lorsque les scientifiques ont commencé à comprendre les bases de la chimie organique. Mais plusieurs des premiers expérimentateurs produisant de l’éthane – notamment Michael Faraday, qui a électrolysé une solution d’acétate de potassium en 1834 – n’ont pas réussi à distinguer ce gaz du méthane. Ce n’est qu’en 1864 que le chimiste allemand Carl Schorlemmer, un chercheur prolifique d’hydrocarbures de ce type, a réussi à établir que les expériences avaient effectivement fourni de l’éthane.
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Raffinerie de Grangemouth
Comme le méthane, l’éthane est un gaz inodore, incolore et hautement inflammable – en fait, toutes les sources de gaz naturel contiennent un peu d’éthane, bien que beaucoup moins que le méthane, avec généralement cinq pour cent ou moins. Auparavant, ce gaz était simplement fourni à l’utilisateur pour être brûlé avec le méthane, car l’éthane brûle aussi proprement lorsqu’il est entièrement brûlé en dioxyde de carbone et en vapeur d’eau. Mais avec la demande industrielle croissante d’éthane, il est maintenant généralement extrait avant que le gaz naturel ne soit fourni aux utilisateurs.
Certains éthanes proviennent du gaz de pétrole, un sous-produit des raffineries de pétrole. Une source croissante, à mesure que les approvisionnements traditionnels en gaz naturel diminuent, est le gaz de schiste, produit par le processus controversé de fracturation. En 2014, la société pétrochimique Ineos a annoncé qu’elle construirait une énorme installation de stockage d’éthane à Grangemouth, en Écosse, afin de conserver le composé produit à partir du gaz de schiste importé avant de le traiter. Des installations de ce type nécessiteront de meilleures infrastructures pour transporter l’éthane. En 2014 également, un pourcentage remarquable de 87 % de l’éthane produit à partir du champ de schiste américain de Marcellus n’a pu être utilisé en raison des limitations de transport. Cet éthane est actuellement laissé dans le pipeline, mais posera un problème si la capacité à le retirer du site n’est pas améliorée.
L’éthane suscite l’enthousiasme des astronomes car il a été détecté au-delà de la Terre
La raison pour laquelle l’éthane est populaire n’est pas tant pour ses vertus propres, mais plutôt parce qu’il effectue une transition facile et propre vers l’éthène, probablement plus connu sous son ancien nom d’éthylène, dont l’industrie produit plus que toute autre substance organique. Au moins la moitié de cette quantité finira ensuite par être polymérisée pour produire du polyéthylène, ou polythène, le plastique le plus utilisé.
Le processus de conversion de l’éthane en éthène porte le nom peu inspirant de « vapocraquage », qui semble bien moins impressionnant qu’il ne l’est. Le nom est également inexact, car le craquage suggère la division d’une grande molécule en plus petites, ce qui ne se produit pas dans ce cas. L’éthane est mélangé à de la vapeur et chauffé instantanément à plus de 800 °C. Ce processus se déroule en quelques millisecondes. Cette opération se déroule en quelques millisecondes, le mélange circulant constamment dans l’installation de craquage, à une vitesse telle qu’il se déplace plus vite que la vitesse du son. L’éthène résultant, qui est l’équivalent insaturé de l’éthane avec la liaison simple entre les atomes de carbone remplacée par une double liaison, est ensuite rapidement refroidi pour éviter toute autre réaction.
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Titan est la plus grande lune de Saturne
Comme un certain nombre de composés organiques, l’éthane suscite l’excitation des astronomes car il a été détecté au-delà de la Terre, dans ce cas notamment dans l’atmosphère de Titan. La plus grande des lunes de Saturne est le seul satellite du système solaire qui possède une atmosphère épaisse et sur lequel on sait qu’il y a des liquides en surface, dont au moins un lac d’hydrocarbures liquides. L’éthane présent dans l’atmosphère de Titan, qui a pu ensuite produire une pluie d’éthane sur la surface pour contribuer au lac, est produit à partir du méthane par une réaction photochimique, lorsque des photons énergétiques se fracassent sur la molécule de méthane et produisent des radicaux méthyles qui peuvent se combiner par paires pour produire de l’éthane.
L’éthane a beau être simple, un composé peu complexe, son utilité pour nous est incontestable. L’éthane nous viendra en aide dans la production de plastiques pour de nombreuses années à venir – que, ou non, le support plastique jetable soit votre sac.
Meera Senthilingam
L’écrivain scientifique Brian Clegg, là, avec la chimie utile, mais simple, de l’éthane. La semaine prochaine, un peu de psychoactivité.
Hayley Simon
Dans les années 1980, une nouvelle drogue psychoactive a fait irruption sur le marché. Connue sous le nom d’ecstasy, ou E, cette petite pilule a connu un succès immédiat sur la scène des clubs.
Meera Senthilingam
Découvrez pourquoi elle a connu un tel succès avec Hayley Simon dans l’émission La chimie dans son élément de la semaine prochaine. D’ici là, merci de votre écoute, je suis Meera Senthilingam.