Naguère, il y avait cette opposition entre la chimie organique et la chimie analytique, synthèse contre analyse... Les organiciens se disaient les rois de la chimie, et les analyticiens disaient que, sans eux, on ne pouvait rien faire. Imbécile controverse.
D'ailleurs, il faut observer que la synthèse organique n'est pas toujours de la chimie, et que la "chimie analytique" usurpe parfois son nom.
Car la chimie est une science de la nature : son objectif est de chercher les mécanismes des phénomènes, d'explorer les transformations moléculaires.
Pas de construire des molécules, pas de faire des analyses. Car construire des molécules, c'est un métier technique, et faire des analyses aussi.
Il n'y a chimie, dans la synthèse organique, que si les constructions visent à tester des hypothèses sur des propriétés chimiques particulières, sur des voies de synthèse particulières, sur l'exploration. Et il n'y a chimie, dans la "chimie analytique", que si l'on fait autre chose que de l'analyse (technique), ou du perfectionnement des méthodes d'analyse (technologie).
De sorte que l'on renvoie nombre de protagonistes dos à dos. Et que l'on peut enfin faire rêver de jeunes amis à des activités plus claires.
mardi 18 mai 2021
La synthèse organique ? La chimie analytique ? Ce n'est pas toujours de la chimie
lundi 17 mai 2021
Des questions à propos de mayonnaise et d'émulsions
A propos d'émulsions, ce matin, un email :
J'ai quelques questions concernant la mayonnaise et les "ollis".
-Vous indiquez dans un article sur votre blog le rôle important des protéines dans la stabilisation des mayonnaises. Quel est leur rôle moléculaire dans cette stabilisation ?
-Quelles sont les molécules tensioactives qui peuvent être utilisées pour les "ollis" ? En quoi sont-elles justement tensioactives ?
Et ma réponse :
Puisque je fais une réponse collective, il faut que j'explique bien de quoi me parle mon interlocuteur.
1. une sauce mayonnaise s'obtient en battant de l'huile dans un mélange de jaune d'oeuf et de vinaigre, salé et poivré (pas de moutarde, sans quoi on fait une rémoulade, et non pas une mayonnaise)
2. les ollis sont une de mes très anciennes inventions : ce sont des émulsions que l'on obtient en battant de l'huile, comme pour une mayonnaise, mais dans un légume broyé, un fruit broyé, une viande broyée, un poisson broyé, etc.
3. une émulsion est un système physique composé d'une dispersion de gouttes d'huile (par exemple) dans une phase aqueuse (j'insiste : par exemple) ; de sorte qu'une sauce mayonnaise (par exemple) est effectivement une émulsion.
Tout cela étant dit, oui, plusieurs de mes billets de blog évoquent le rôle des protéines dans les émulsions. J'écris notamment que l'on a longtemps cru que les "phospholipides" étaient les tensioactifs importants pour les émulsions alimentaires, mais on a progressivement que les protéines sont bien plus efficaces.
Dans le paragraphe précédent, on observera que je ne reprends pas l'expression de mon interlocuteur "stabilisation des mayonnaises", car elle est doublement épineuse :
1. d'une part, les émulsions ne sont jamais stables, parce que l'huile, moins dense que la phase aqueuse, crème, et l'eau sédimente, draine ;
2. d'autre part, le mot "stabilisation" me gêne, parce qu'il peut tout aussi bien signifier :
- rendre stable : ce n'est pas le cas
- augmenter la stabilité : c'est le cas.
Pour les protéines (du jaune d'oeuf) comme pour les phospholipides (également dans le jaune), la question est moins de "stabiliser" que de diminuer l'énergie interfaciale, l'énergie qu'il faut apporter pour augmenter la surface de contact entre l'eau et l'huile. C'est pour cette raison que protéines et phospholipides sont des "tensioactifs", littéralement actifs sur la tension de surface.
Pour les deux types de composés, les molécules se disposent sont à l'interface eau-huile, avec une partie dans l'eau et une partie dans l'huile. Et c'est cette double "affinité" qui réduit la tension de surface, l'énergie qu'il faut donner pour disperser des gouttes d'huile dans l'eau.
Quels composés tensioactifs pour les ollis ? Tous les tissus végétaux ou animaux sont faits de cellules, limitées par des doubles couches de phospholipides, et tous contiennent des protéines... mais les protéines sont plus efficaces que les phospholipides, en quelque sorte (cela vaut pour la mayonnaise), parce que ce sont de grosses molécules, électriquement chargées, de sorte qu'elles forment d'encombrants chevelus qui se repoussent, à la surface des gouttelettes : ces dernières ne peuvent guère s'approcher les unes des autres, de sorte que les émulsions sont alors stabilisées (au sens de stabilité augmentée), contre la coalescence (la fusion des gouttes d'huile voisine).
Reste la dernière question : en quoi les composés tensioactifs sont-ils tensioactifs ? Je ne suis pas certain de bien comprendre la question, mais j'ai expliqué plus haut que les molécules des composés tensioactifs se disposent à l'interface eau huile (pensons la surface des gouttes d'huile dispersées), et évitent que les gouttes ne fusionnent.
J'aurais pu ajouter que :
- pour les phospholipides, la tête phosphate électriquement chargée reste dans l'eau, tandis que les pattes lipophiles se disposent dans l'huile
- pour les protéines, il y a des segments qui sont solubles dans l'eau, et d'autres qui sont solubles dans l'huile ; les protéines forment des "trains" et des boucles", à l'interface eau-huile.
Ai-je répondu à la question ?
Quelqu'un qui sait, c'est quelqu'un qui a appris : le calcul, l'orthographe, la grammaire, la chimie, etc.
J'observe un étrange mécanisme : alors que j'écrivais hier, dans un billet de blog, que sont étourdis ceux qui n'ont pas appris à faire attention, et maladroits ceux qui n'apprennent pas à faire les choses adroitement, les réseaux sociaux me renvoient une série de réactions qui disent que "oui, mais" : la dyslexie, les troubles de l'attention, et autres...
Je croyais donner un message très positif puisque je disais que la solution de ces maux était dans le travail.
Alors que, au contraire, on m'oppose des fatalités. Bref, on condamne certains à rester au fond du trou.
Regardons-y mieux :
- soit la maladroitesse et l'étourderie sont des fatalités, auquel cas on a des excuses pour ne rien faire,ne rien changer... et on ne fait rien, on reste maladroit et étourdi ;
- soit on admet que l'on peut combattre les déficiences, les insuffisances, et alors la vie est belle, puisque nous pouvons y arriver avec du travail.
D'un strict point de vue politique, je préfère la seconde hypothèse, à laquelle je crois plus, notamment.
Que l'on ne me prenne pas pour un abruti trop rapidement : oui, je sais qu'il y a des individus parfaitement handicapés, et j'ai à la fois le plus grand respect et la plus grande compassion pour eux... tout en me disant qu'il faut... travailler pour trouver des moyens de les aider.
Tout cela étant dit, la discussion sur les réseaux sociaux m'étonne beaucoup, car les commentaires vont immédiatement au détail, avant d'aller à l'essentiel. Cela me semble être une faute de raisonnement grave.
Et puis, je pressens aussi que la paresse, si répandue, veut des excuses : pour les enfants, pour leurs parents, et ainsi de suite.
Oui, je le répète, je sais qu'il y a des pathologies graves, neurologiques, par exemple, et je plains ces personnes de tout mon cœur, mais quand même, ils sont (heureusement) l'exception plutôt que la règle, et mon message ne s'adresse pas à la minorité, mais d'abord à la majorité... dont je suis, et dont je vois qu'elle est à la fois étourdie et maladroite.
Oui, nous sommes tous insuffisants, et je propose seulement que nous fassions des efforts pour combattre nos défauts.
Par exemple l'étourderie : personne n'a plus d'excuses maintenant nous n'avons des alertes sur nos téléphones... mais encore faut-il les y mettre, n'est-ce pas ? J'observe ici que certains étudiants ne font même pas cet effort, et je trouve cela impardonnable, mais, au fond, qu'ils fassent ce qu'ils veulent, puisque leurs échecs ne me regardent pas.
Pour la maladroitesse, au delà de quelques cas de tremblement pathologique, je vois surtout qu'elle est due ce que nos amis font marcher leurs mains avant leur tête, qu'ils n'apprennent pas à faire marcher leurs mains après leur tête.
Autrement dit, maladroitesse et étourderie me semblent être la marque de ceux qui n'ont pas cherché à apprendre à ne pas être étourdi, à ne pas être maladroit.
J'ajoute que la grammaire et l'orthographe s'apprennent, également. Avant de se déclarer dyslexique, peut-être faut-il une fois dans sa vie s'arrêter pour regarder l'orthographe des mots, l'apprendre. C'est notamment ce que fit le grand physico-chimiste Michael Faraday, qui n'avait pas eu la chance d'avoir de l'instruction, et qui apprit... et devint l'un des plus grands savants de tous les temps. Moi qui suis un nain par rapport à lui, j'ai lu entièrement le dictionnaire, de sorte que je déteste quand on croit que tout cela est "inné" : c'est du travail.
Ecrire sans faute ? Peut-être faut-il aller plus lentement, s'assurer de chaque lettre, de chaque mot, et, quand on calcule, de chaque signe, de chaque équation, quand on dessine des molécules de chaque atome, de chaque liaison...
Et, de ce fait, malgré les échanges sur les réseaux sociaux, je maintiens absolument que c'est le travail, l'entraînement qui permettent de pallier nos déficiences dont, j'insiste, nous sommes tous affligés.
Et le message que je donne à tous est très positif : il suffit de travailler pour y arriver
Bien sûr, je sais qu'il faut prendre du recul et qu'il y a derrière tout ça la question d'être capable de travailler. C'est là, et là seulement, qu'il y a la vraie difficulté.
De toute façon, ma question est bien plus positive, car il s'agit, pour nous qui avons une place au soleil, de chercher les réponses à ces questions qui sont :comment aider nos amis, comment les aider à apprendre, comment les aider à ne pas être étourdi, comment les aider à ne pas être maladroit ?
Le plus terrible est là : j'ai posé la question sur les réseaux sociaux qui se sont excités à propos de mon billet, mais je suis désolé de dire qu'il n'y a pas eu une seule proposition. De quoi est-ce le signe ?
dimanche 16 mai 2021
Des ciseaux moléculaires
Dans la série des émerveillements, il faut que je signale la publication d'un résultat obtenu tout récemment par des chimistes organiciens : une méthode qui permet, à partir d'une molécule qui contient un atome d'azote, de retirer cet atome d'azote et dele remplace par un atome de carbone.
Pour la synthèse organique, activité qui consiste à construire des molécules à partir soit d'atomes isolé, soit de molécules, la nouvelle méthode sera d'une extrême utilité, parce que l'on n'aura plus besoin d'imaginer, chaque fois, une série de réactions faisant ce travail.
La question de la chimie organique est effectivement celle-là : modifier spécifiquement des parties d'une molécule, pour arriver à un assemblage initialement déterminer. Et la question de l'azote est une question un peu particulière mais très importante, parce que la présence de cet élément donne aux molécules des caractéristiques très particulières. Pensons aux pyrazines, si odorantes dans les aliments grillés, aux bases azotées qui font l'ADN, aux alcaloïdes, qui sont souvent la base de médicaments...
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| La pyrazine |
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| La caféine |
Pour ceux qui font de la synthèse organique, il faut jongler avec les atomes de carbone, oxygène, azote, soufre, phosphore... Il faut savoir transformer une simple liaison en doubles liaisons, faire des enchaînements cycliques, ajouter des ramifications, lier des parties, couper... Bref, il y a lieu d'avoir sous la main toute une série d'outils que l'on peut utiliser selon les besoins.
Il est un peu étonnant que, au 21e siècle encore, nous en sommes touours à forger des outils tel que celui qui vient d'être introduit, mais c'est qui est très merveilleux, c'est que de nouveaux outils s'ajoute dans boîte à outils dont nous disposons.
samedi 15 mai 2021
Toujours remplacer adjectifs et adverbes par la réponse à la question "combien ?"
Au laboratoire, nous avons une sorte de jeux que nous nommons "jogging", et qui consistent à faire des calculs à propos de phénomènes simples : quelle doit être la taille de la boîte où l'on stocke des meringues pour que celles-ci restent croustillantes ? quelle doit être la longueur d'une fourchette qui permettrait de manger avec le diable ? quelle est l'épaisseur de la croûte d'un soufflé ? combien de gouttes d'huile dans une sauce mayonnaise ?
Et ainsi de suite : chaque fois, il s'agit d'imaginer un calcul, c'est-à-dire que nos jogging, nos entraînements, sont en réalité des problèmes et non des exercices, la différence étant qu'un exercice est l'application directe d'une notion du cours, tandis qu'un problème nécessite un peu d'imagination, de créativité, de choix, de débrouillardise...
Et c'est là où il y a une difficulté : beaucoup de nos jeunes amis sont déjà débordés par la simple application des lois qu'ils apprises, et l'expérience prouve que beaucoup ne parviennent pas résoudre les problèmes. Bien sûr, il y a des exceptions, d'une part, et, d'autre part, mon observation n'est pas une dénonciation, mais une analyse pour aller plus loin, pour faire mieux : sic itur ad astra... si l'on ne se complaît pas dans ses propres insuffisances, mais si, au contraire, on les analyse pour les pallier (par du travail bien ciblé).
Bref il y a la nécessité de les aider, et je propose la méthode suivante : face à une question, on commence par la répéter lentement pour bien la comprendre ; puis on décrit la situation avec des mots, en faisant un schéma ou une expérience.
Par exemple, si l'on considère la question de la boite où l'on conserve les meringues, on comprend qu'il faille commencer par considérer les meringues : que sont-elles ? comment les obtient-on ? quelle est leur composition ?
Ayant cette description, par des mots, on arrive généralement sur des adjectifs et des adverbes. Par exemple, pour les meringues : on chauffe "beaucoup" ou bien "longtemps", et ainsi de suite.
Et c'est là qu'une des méthodes caractéristiques de la science nous aide, car cette méthode stipule que tout adjectif, tout adverbe doit être remplacé par la réponse à la question combien ?
Il y a beaucoup de blanc en neige : combien, quel volume ? On évapore de l'eau : combien ? Et ainsi de suite.
A ce stade, on n'a que l'embarras du choix, pour déterminer une question et l'étudier quantitativement ! Chacun choisit ce qui l'amuse, parce que je répète que nos "joggings" sont des entraînements.
Pour calculer l'épaisseur de la croûte d'un soufflé, par exemple, on peut décider de partir de la consommation électrique de four, ou bien de la quantité d'eau évaporée lors de la cuisson d'un soufflé, et ainsi de suite.
Mais reste la règle essentielle des sciences de la nature : toujours remplacer des adjectifs et des adverbes par la réponse à la question "Combien ?".
vendredi 14 mai 2021
A propos de référentiels
Hier, j'ai recontré de jeunes amis (des étudiants, donc) à qui le mot "référentiel" ne disait rien. N'est-ce pas étonnant ?
Bien sûr, on peut faire des tas d'hypothèse :
- soit nos amis n'auraient pas correctement écouté quand on leur en parlait
- soit ils n'ont pas compris ce dont il s'agissait
- soit ils ont oublié qu'on leur en avait parlé
- soit on ne leur en a pas parlé
- soit on ne leur a pas expliqué ce dont il s'agissait
- soit ...
Il y a trop d'hypothèses pour que que nous perdions notre temps ici à chercher des causes, et il vaut mieux donner des remèdes, puisque le mal est fait. En maintenant, en revanche, que mes collègues enseignants devraient se poser des questions, puisque c'est leur efficacité qui est en cause.
Ici, je me limite à dire que les référentiels sont une pièce importante des études, car ils sont en réalité le "contrat" que les institutions de formation passe avec les étudiants qui viennent étudier chez elles.
Mais commençons par expliquer qu'un référentiel, c'est la liste des connaissances, des compétences, des savoirs faire, des savoir-vivre, des savoir être qui sont exigibles aux examens qui sanctionnent des études, qui conditionnent l'attribution des diplômes.
Dans l'éducation nationale, on nomme parfois cela des programmes.
Quel que soit le nom, ces programmes sont essentiels, parce qu'ils indiquent aux étudiants ce qu'ils doivent pour avoir leur diplôme.
Autrement dit, on aurait raison d'imaginer qu'en début d'année scolaire ou universitaire, les professeurs mettent sous les yeux des étudiants les référentiels détaillées qui seront l'objet de la collaboration de l'année.
D'ailleurs, les étudiants pourraient très bien faire une espèce de liste, avec des cases vides qu'il leur faudra remplir, quels que soient les moyens (étudier, le jour, la nuit, couché, debout, en marchant...) mis en oeuvre : ils n'ont pas une obligation de moyen, mais de résultat.
Oui, les référentiels sont la colonne vertébrale des études de l'année, et, à ce titre, ils sont essentiels.
Pourtant, consultant des sites universitaires, je m'étonne de ne voir que des référentiels très flous, limités à des noms de matière...
Et cela est très mauvais, car comment un étudiant peut-il évaluer ce qu'il doit vraiment savoir, autrement qu'en suivant, sans autonomie, le cours d'un Professeur Tout Puissant (idée que je déteste absolument : mettre les autres sous sa coupe arbitraire) ?
Oui, j'insiste : nos systèmes universitaires doivent absolument développer l'autonomie, surtout quand les étudiants sont des adultes, qui ont le droit de vote et qui, bien souvent "payent" leurs études.
En outre, cette solution est le germe d'une "lutte des classes" entre les étudiants, d'un côté, et les professeurs ou institutions d'enseignement de l'autre : à éviter absolument, sans quoi tous ne sont pas dans la même direction, à savoir permettre aux étudiants d'obtenir efficacement connaissances, compétences, savoir faire, savoir vivre, savoir être (ici, pire même, puisque l'on transmet des valeurs pourries).
Je maintiens donc que chaque début d'année scolaire ou universitaire devait être devrait être l'occasion d'une explicitation détaillée des références, lors d'une discussion entre les professeurs et les étudiants.
Bien sûr, il y a, pour les étudiants, des difficultés à conceptualiser des objets qu'ils ne connaissent pas encore, mais on n'hésitera pas à consulter mes billets consacrés aux "cartes des études".
Et puis, ayant ces référentiels détaillés, les étudiants pourront cocher les cases, au fur et à mesure, pour bien évaluer, tout au long de l'année, la distance qu'il leur reste à parcourir.
Moi étudiant, avec le souvenir vif de mes études scolaires ou universitaires, je reste très en colère contre les systèmes d'études qui me donnaient pas des référentiels détaillés. Je maintiens que cette méthode est mauvaise et que les professeurs qui participent à cela sont des paresseux.
Ces systèmes antédiluviens doivent être réformés sans attendre. Bien sûr, les étudiants ont leur part de responsabilité (car j'en vois quand même pas mal au bistrot) mais en l'occurrence, la faute incombe aux institutions de formation et aux professeurs quand leurs référentiels ne sont pas détaillés.
PS. Pour vous montrer l'étendue des dégats, voici un référentiel pour une licence de chimie :
Par exemple, j'apprends quoi, au juste, quand je tombe sur une ligne aussi vague que "outils mathématiques pour la chimie", ou bien "chimie organique: fonctions et réaction" ?
jeudi 13 mai 2021
Trois événements scientifiques à venir.