Selectivite

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Sélectivité

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La sélectivité d'une réaction chimique spécifie la quantité de produit désiré formé par rapport au nombre de moles consommées du réactif limitant. Elle indique si plusieurs réactions se produisent en parallèle, conduisant à des sous-produits non désirés, ou si la réaction menée est la seule à consommer du réactif.

Mathématiquement, la sélectivité chimique S s'exprime pour un produit j dans un système fermé selon la formule :

S_j = \left|\frac{\nu_i}{\nu_j}\right| \cdot \frac{n_{j,t} - n_{j,o}}{n_{i,o} - n_{i,t}}

où n est une quantité de matière (moles), et \scriptstyle\nu le coefficient stœchiométrique. Les indices o et t représentent respectivement l'état initial et un temps ultérieur donné. L'indice i fait référence au réactif limitant.

Pour un système continu, le calcul du rendement se fait en utilisant des débits molaires :

S_j = \left|\frac{\nu_i}{\nu_j}\right| \cdot \frac{\dot{n}_{j,t} - \dot{n}_{j,o}}{\dot{n}_{i,o} -\dot{n}_{i,t}}

La sélectivité d'une réaction est généralement fonction de la température, de la composition, de la pression et de bien d'autres facteurs, comme l'homogénéité de la solution. Elle doit être soigneusement modelisée afin de ne pas affecter le rendement lors de l'industrialisation ("scale-up") du procédé.

Les réactions enzymatiques sont généralement hautement sélectives, bien plus que les réactions chimiques. Une haute sélectivité présente l'avantage de considérablement faciliter les procédés de séparation en aval de la réaction.

En chimie organique on parle de :

  • réaction chimiosélective (ou de chimiosélectivité), lorsque parmi plusieurs groupes fonctionnels d'une molécule, l'un ce ces groupes réagit sélectivement.
  • réaction régiosélective (ou de régiosélectivité), lorsqu'un groupe fonctionnel possède plusieurs sites réactifs, et que l'un de ces sites réagit sélectivement (exemple : addition en position 1,2 versus addition 1,4 dans une énone α,β-insaturée).
  • réaction stéréosélective (ou de stéréosélectivité), lorsque plusieurs stéréoisomères sont formés durant une réaction, et que l'un ce ces stéréoisomères se forme sélectivement.


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