Les chimistes et le raisonnement scientifique.

[invite1d60e7b5]

Bonjour,

je voudrais avoir l'avis des membres du forum sur ce qu'un de mes profs de physique m'a dit une fois.

Il m'a dit que la grande majorité des chimistes utilisaient des raisonnements qu'on leur avait appris et qu'ils avaient admis et qu'ils avaient incorporé à leur façon de pensée, souvent en laissant de côté beaucoup de problèmes posés par ces raisonnements.

Selon lui, presque 90% des chimistes pratiqueraient la chimie ainsi.

Je trouve cela inquiétant et j'espère bien que ce n'est pas le cas, mais ça m'a quand même été dit par plusieurs autres personnes.

Alors, mon but n'est pas d'attaquer les chimistes du forum, mais j'aimerais avoir l'avis des gens qui sont ici car cela m'étonne un peu.
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[shokin]

Salut,

quels sont ces raisonnements ? des raisonnements ?

C'est clair qu'un raisonnement chimique appliqué en éthique...

Il devrait en discuter avec les chimistes.

Il me semble évident que l'on ne peut qu'appliquer des raisonnements que l'on a appris. (à moins de se révéler imaginatif, créatif, et réaliste)

NB : Je ne suis pas chimiste.

Shokin

[invitea4a042cf]

Il m'a dit que la grande majorité des chimistes utilisaient des raisonnements qu'on leur avait appris et qu'ils avaient admis et qu'ils avaient incorporé à leur façon de pensée, souvent en laissant de côté beaucoup de problèmes posés par ces raisonnements.

C'est pareil pour beaucoup de physiciens.
Les chimistes ont souvent des raisonnement moins rigoureux que les physiciens, plus intuitifs, car la chimie est plus aléatoire. Cela déconcerte les physiciens, parfois très positivistes (du genre "tout ce qui ne peut pas être mis en équation n'est pas de la science"). Est-ce que ça veut dire que les chimistes ne font pas de raisonnement scientifique ? Je ne pense pas.
Bref, à mon avis (de chimiste), ce prof de physique n'a rien compris à la chimie.

[invite303d0012]

Il m'a dit que la grande majorité des chimistes utilisaient des raisonnements qu'on leur avait appris et qu'ils avaient admis et qu'ils avaient incorporé à leur façon de pensée, souvent en laissant de côté beaucoup de problèmes posés par ces raisonnements.

Selon lui, presque 90% des chimistes pratiqueraient la chimie ainsi.

Bonjour ,
Si le raisonnement adopté aboutit à une conclusion scientifique valable (et c'est le cas de ces raisonnements), je pense qu'il est valable.
Ben les 10% de chimistes qui restent ils la feraient comment la chimie ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9e05fb01]

Bonjour ,
Si le raisonnement adopté aboutit à une conclusion scientifique valable (et c'est le cas de ces raisonnements), je pense qu'il est valable.
Ben les 10% de chimistes qui restent ils la feraient comment la chimie ?

Etant moi même chimiste, je ne peux pas admettre l'opinion du physicien au début de la discussion.
La chimie est une science "objective", seule l'expérience et sa reproductibilité permet d'établir la règle.
Le chimiste fait forcément le différence entre l'hypothèse qui n'est le plus souvent qu'un guide de recherche et la loi établie après de nombreuses expérioences et mesures contradictoires.
Quand à affirmer que tous les chimistes se contentent d'appliquer des règles apprises sans réfléchir, c'est abusif.
Il ya des chimiste intelligents, d'autres qui le sont moins
exactement comme pour les physiciens.......

[inviteff8d9fee]

Bonjour, je ne vois pas pourquoi ton prof de physique parle des chimistes en particulier, et si j'ai bien compris ce qu'il a voulu dire je pense qu'il aurait du parler des scientifiques en general! On utilise des formules, des constantes, et des theories qui sont admises notre travail ne consiste pas a dire pourquoi la constante de Planck vaut 6,626068 × 10-34 m2 kg / s et pas un millionième de plus!
Je veux dire par la que tu ne peux pas etre generaliste en science et savoir tout sur tout alors que pour etablir une formule/theorie il aura fallu une vie a l'auteur...
Bref je pense que ton prof se prend un peu trop au serieux et devrait se contenter d'etre bon dans ce qu'il a choisi de faire (et je pense qu'en physique comme en chimie il y a matière a travailler). A bon entendeur

[Global-Floch]

Il m'a dit que la grande majorité des chimistes utilisaient des raisonnements qu'on leur avait appris et qu'ils avaient admis et qu'ils avaient incorporé à leur façon de pensée, souvent en laissant de côté beaucoup de problèmes posés par ces raisonnements.

A la bonne vieille guégerre chimie et physique. J'aime beaucoup ces critiques qui sont entièrement valable pour les physiciens. Il faudrait surement discuter un peu plus avec ton prof pour savoir ce qu'il voulait dire.

En tous cas, une telle généralité devant la variété des secteurs de recherches en physiques (astrophysiques ou nanotubes) ou en chimie (biochimie, chimie moléculaire electro chimie..) Chaque secteur scientifique à ses priorités ses objectifs à atteindre aux prix de petites approximations qui sont liées à l'échelle de l'objet d'étude. L'important c'est d'avoir un résultat reproductible malgré les approx et les flous.
Mais un physicien du climat fera beaucoup plus d'approximation dans les raisonnements qu'un chimiste moléculaire qui travaille dans le processus efficace et performant.

[invite3e87e53f]

Bonjour,

si je peux me permettre, cette réaction de physicien ne m'étonne guère ( moi-même étant professeur de sciences physiques ), j'aurai envie de dire qu'une majorité de physicien ( du moins dans les profs de sciences ) sont eux mêmes réfractaires à la chimie !
Quand on pense que très peu sont capables d'expliquer succinctement la genèse des éléments dans les étoiles sans aucune préparation, ça c'est plutôt lamentable...A+

[invite1d60e7b5]

Je crois qu'il faisait allusion aux raisonnement type calcul du pH où on fait une hypothèse que l'on vérifie ensuite (remarque, c'est vrai que personne n'a su me justifier la validité de ce raisonnement).

[invite9d949c3d]

Mon avis de chimiste
"La théorie c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne"
"La pratique c'est quand tout fonctionne mais que personne ne sait pourquoi"
Il me semble que ces citations sont de Einstein. Il s'avère que du "haut" de mes 4 ans d'expérience en tant que technicien chimiste, que c'est le plus souvent la deuxième qui s'applique. Il arrive très souvent que les chefs sortent des théories fumeuses sur un shéma réactionnel, qui s'avèrent totalement fausse dans la pratique. Alors oui, je pense que la facon de réfléchir d'un chimiste c'est de mettre systématiquement en doute la théorie et de ne pas forcément croire ce qu'on peut trouver dans les bouquins.......

[invite1d60e7b5]

A vrai dire, moi ça me dérange pas trop si on me dit "oui alors ça c'est comme ça et on sait pas l'expliquer par la théorie".

Ce qui me dérange plus c'est quand on me fait "bon je vais vous démontrer un truc: (là un exposé fumeux qui ne démontre rien)" et qu'ensuite la personne estime avoir fait une démonstration correcte.

Et j'ai l'impression qu'en chimie il y a trop souvent la deuxième option.

[invite8241b23e]

Salut Calamity !

Tu as un exemple ? Parce qu'à part les approxiamtions, je vois pas de quoi tu pourrais parler, mais je peux me tromper !

[Global-Floch]

Le coup du calcul du pH est un bon exemple peut être. A l'université, j'ai toujours trouvé cela un peu limite . Mais en même temps cela fonctionne !
En terme de méthodologie c'est acceptable non ?

[invite8241b23e]

Peux-tu être plus précis STP ? Pour calculer le pH, de la bonne façon, on calcule l'activité des ions de façon relativement précise. Le fameux coup de pH = -log[H3O+] est une approximation dont tout le monde est conscient il me semble...

[invite9d949c3d]

Benjy star, op ne t'as jamais montré un mécanisme réactionnel en 12 étapes pour une réaction? Moi on me l'a souvent fait, et je trouve ca chaque fois aussi douteux... d'abord parce que ca passe par des trucs très improbables et parce que rien ne peut prouver que c'est juste

[inviteff8d9fee]

Benjy star, op ne t'as jamais montré un mécanisme réactionnel en 12 étapes pour une réaction? Moi on me l'a souvent fait, et je trouve ca chaque fois aussi douteux... d'abord parce que ca passe par des trucs très improbables et parce que rien ne peut prouver que c'est juste

L'experience sur paillasse...

[invite10c91cbe]

Salut Calamity !

Tu as un exemple ? Parce qu'à part les approxiamtions, je vois pas de quoi tu pourrais parler, mais je peux me tromper !

Je crois que Calamity fait allusion au calcul du pH par la méthode de la réaction prépondérante.
En gros, s'il y a plusieurs réactions acido-basiques dans la solution, on suppose qu'une réaction est prépondérante devant les autres (hypothèse qui est souvent justifiée), on calcule les concentrations des divers ions et on en déduit le pH. Ensuite, on est censé vérifier que l'on ne s'est pas planté.

Pour cela, on vérifie que les calculs ne mettent pas en défaut l'hypothèse de départ. Si l'hypothèse est mise en défaut, on s'est planté dans le choix de la réaction prépondérante, on en cherche une autre et on recommence. Si l'hypothèse n'est pas infirmée, alors on a le bon pH.

La faille dans ce raisonnement, c'est bien sûr que la vérification repose implicitement sur l'hypothèse de départ. Si l'hypothèse de départ n'est pas infirmée,on n'a normalement pas moyen de savoir si le résultat est juste.

Ceci dit, on devrait à mon avis pouvoir justifier ce type de raisonnement, mais cela demanderait plus d'effort.

[invite1d60e7b5]

"Ceci dit, on devrait à mon avis pouvoir justifier ce type de raisonnement, mais cela demanderait plus d'effort."

Oui, et moi ce qui me dérange c'est que les gens ne cherchent pas à nous donner une justification de ce raisonnement, impossible de trouver d'explications sur google par exemple.
Et beaucoup de chimistes (à ce qu'on m'a dit et à ce que j'ai vu), lorsqu'ils enseignent cette méthode, ne vont pas dire "oui alors là le raisonnement est pas correct mais bon ça marche" ou alors "je vous demande d'admettre que ce raisonnement est valide ..." ils vont dire "voilà la preuve", comme s'ils oubliaient que ce raisonnement pose problème.

Bon enfin je dis ça parce que ça m'a un peu dérangé (et je ne suis pas le seul) mais je ne considère pas pour autant que les chimistes sont des imbéciles. Je pense que les explications des phénomènes chimiques font souvent appel à des notions compliquées et qu'ils ne vont pas tout développer alors que le résultat pratique est clair. Je trouve juste dommage que de telles méthodes (cf. pH) soient passées dans l'usage sans que l'on puisse trouver de justification ...

[invitec3f4db3a]

pour le raisonement de la RP , ca ressemble quand même pas mal au raisonement par CN CS en math : on suppose une réaction préponderante , on aboutit a un resultat et on verifie que l'hypothése de départ est validé .

Avec une CN - CS on suppose que on a la proprieté on aboutit a une condition et on verifie que avec la condition on a solution .


C'est le même type de raisonement .

Ce que je trouve douteux moi justement c'est l'action des molecule qu'on assimile a la concentration quand c'est liquide , et a 1 quand c'est l'eau ou solide ... je trouve ca bizzard ...

[invite8c6cbf0b]

bonjour,
on dirait qu'on est en train de tirer a boulet rouge sur les chimistes alor je vais essayer de vous expliquer au moins la partie sur les pH comme vous avez l'air d'aimer ca:
toute les formule de pH que je connais sont vérifiable et verifier mathematiquement, c'est a dire qu'on peut remonter jusqu'a elles!
il vous suffit pour cela d'utiliser les constantes d'acidité qui sont elles meme demontrer a partir des formules de NERSNT, aibnsi que les constantes d'equilibres des reaction étudier!! c'est tt bete a faire!!
alor pour l'histoire de la reaction preponderante, il suffit de calculer la constante d'equilibre et c'est necessairement celle qui a la plus grande constante qui est preponderante car elles est plus que trés souvent quantitative

[inviteff8d9fee]

"Je trouve juste dommage que de telles méthodes (cf. pH) soient passées dans l'usage sans que l'on puisse trouver de justification ...

Si tu veux passer "une heure" a chaque fois pour re-demontrer un resultat admis par tous, libre a toi c'est comme ca que la recherche progresse je peux te le dire! Mais au final je trouve assez drole qu'un prof de physique se permette de dire des choses aussi absurde sur les chimistes, que devrait dire alors un mathematicien sur la rigeur des physiciens?!
Pour moi un topic qui ne sert pas a grand chose si ce n'est alimenter une sorte de dualité entre la physique et la chimie qui au final forment un tout pour comprendre les phenomenes de notre environnement.

[Global-Floch]

Pour moi un topic qui ne sert pas a grand chose si ce n'est alimenter une sorte de dualité entre la physique et la chimie qui au final forment un tout pour comprendre les phenomenes de notre environnement.

ben non justement moi qui vais peut etre prof de physique ou de chimie les arguments sont interessant pour casser les préjugés !

[inviteff8d9fee]

ben non justement moi qui vais peut etre prof de physique ou de chimie les arguments sont interessant pour casser les préjugés !

Bien justement les arguments manquent de la part de l'accusation , le calcul de pH ca fait un peu maigre... Un exemple en chimie organique si possible

[invite1d60e7b5]

"Avec une CN - CS on suppose que on a la proprieté on aboutit a une condition et on verifie que avec la condition on a solution .

C'est le même type de raisonement ."

Je suis désolé mais en math le raisonnement est correct, pas dans le cas du pH que j'ai évoqué, à moins d'avoir une hypothèse supplémentaire qui n'est jamais évoquée.

En math (puisque tu en parles), on a par exemple une équation différentielle et on suppose qu'on en tient une solution développable en série entière à rayon de convergence non nul.
Là on en déduit (dans le cas favorable) quelle est la ou les séries entières qui peuvent éventuellement être solution du problème.
Ensuite on en prend l'une d'elle et on vérifie qu'effectivement elle a un rayon de convergence non nul et qu'elle est bien solution.
L'hypothèse de départ a donc juste servi à nous suggérer une solution éventuelle (qui peut très bien ne pas en être une), mais une fois que l'on a cette solution éventuelle on revient au début pour vérifier qu'elle en est bien une.

Pour le pH, c'est différent.
On établit par des approximations l'expression du pH en fonction du pKa et des concentrations initiales dans des cas particuliers (dissociations fiable, forte ou moyenne de l'acide) et ensuite, quand on connait un pka et les concentrations initiales on fait une hypothèse du type "c'est fortement dissocié", là on utilise donc l'expression du pH établie dans le cas "fortement dissocié" et on vérifie que, sous cette hypothèse, on trouve bien un pH correspondant à une zone de forte dissociation (pH < pKa - 1).
Mais le raisonnement n'est pas correct.
Je vais essayer de le réexpliquer plus simplement (enfin je sais pas si je suis très clair mais bon, essayons ).

Imaginons que l'on a une fonction f définie sur trois ensembles A, B et C et telle que si x appartient à A alors f(x) appartient à A', si x appartient à B f(x) appartient à B' et si x appartient à C alors f(x) appartient à C'.
On suppose que l'on connait l'expression de f sur A (par exemple f(x)=3x), sur B (là avec une autre expression) et sur C (encore une autre expression de f(x)).
Nous avons une valeur x et nous voulons déterminer f(x), mais le problème c'est que l'on ne sait pas si x appartient à A, à B ou à C (d'ailleurs, on ne sait même pas ce qu'est A, ce qu'est B où ce qu'est C). Par contre on sait que si x est dans A on aura f(x) dans A' (idem avec B,B' puis C et C').

Dès lors si on me donne un x, et que je suppose x dans A, je peux calculer f(x) puisque je connais l'expression de f sur A.
Si je trouve un résultat appartenant à A', cela ne me garantira pas que x était bien dans A (par contre si je trouve f(x) dans B' je saurai que x n'est pas dans A car sion f(x) aurait été dans A').
Pourquoi ?
Parce que le fait de calculer f(x) avec l'expression de f sur A alors que notre x est en fait dans B ne nous garantit pas de trouver un f(x) qui ne soit pas dans A'.

Où est le lien avec le pH ?
Pour le pH, mes ensembles A, B et C sont les ensembles de valeurs des concentrations initiales qui conduisent respectivement à A'=l'ensemble des pH < pkA - 1 (dissociatiosn forte), B'=ensemble des pH entre pka -1 et pka +1 (dissociations moyenne) et C'=ensemble des pH > pka +1 (dissociation faible).

Rien ne me dit que avec uen concentration initiale qui correspond en fait à une dissociations forte (donc un x dans A'), l'utilisation de l'expression de f que l'on a établie sur C ne me donne pas un f(x) dans C' alors que x est dans A (et pourtant, le raisonnement utilisé pour les pH conduirait à la conclusion que j'ai une dissociation faible).
L'hypothèse manquante dans ce raisonnement est donc que la formule établie pour la dissociation faible conduit à un résultat en pH qui ne correspond pas à une dissociations faible si la dissociation faible si ma concentration initiale correspond en fait à une dissociation faible ou moyenne (et idem avec l'expression en cas de dissociations moyennes ou fortes).

Je pense et j'espère que cela est établi mais ce que je regrette c'est que certains chimistes prétendent, en faisant le raisonnement incomplet du départ, avoir fait une vraie démonstration mathématique (comme quand on me dit que c'est une CNS).

Sinon pour Kjeldahl, je n'accuse pas, je fais juste remarquer que le raisonnement, bien qu'il marche, n'est pasmathématiquement correct tel qu'il est fait, contrairement à ce que certains prétendent.
Sinon pour la chimie organique c'est plus difficile vu que les mécanismes réactionnels, par exemple, sont proposés suite aux observations mais ne sont qu'un modèle. Par contre je peux contester une chose c'est le fait que l'on demande aux taupins de PC de parler d'orbitales atomiques et de faire des raisonnements sur des orbitales frontières ("oui alors là la HO et la BV sont plus proches, donc la réaction sera favorisée") sans même leur avoir donner la moindre notion de mécanique quantique. Ca ressemble donc plus à un gros parachutage de méthodes type "assemblage de légo" (je parle des orbitales) qu'à un réel raisonnement.

[invite1d60e7b5]

"Ce que je trouve douteux moi justement c'est l'action des molecule qu'on assimile a la concentration quand c'est liquide , et a 1 quand c'est l'eau ou solide ... je trouve ca bizzard ..."

Ca c'est dû au fait que tu négliges l'influence de la pression sur le potentiel chimique des phases condensées.

[inviteff8d9fee]

"Sinon pour Kjeldahl, je n'accuse pas, je fais juste remarquer que le raisonnement, bien qu'il marche, n'est pas mathématiquement correct tel qu'il est fait, contrairement à ce que certains prétendent.
"

C'était ironique comme le soulignait le smiley .
En tout cas au niveau de la recherche universitaire au Québec je te rassure ils utilisent bien leurs neurones et les réactions fonctionnent sans l'aide d'un PC.
Tu dis que les mécanismes réactionnels ne sont que des modèles, mais je vois difficilement comment il pourrait en être autrement puisque nous utilisons le modèle quantique pour décrire les atomes.
Et à la rigeur même que nous serions des gros bêtats qui applique des raisonnements sans fondements, que fais tu des progrès dans les traitement médicinaux? Sans doute le facteur chance qui intervient pour 90% des recherches

[invitea4a042cf]

C'est marrant de comparer la chimie à la physique de type newtonienne. La chimie est une science encore en mouvement (pour continuer sur le pH, on continue d'améliorer notre compréhension de la chimie en solution, de l'électrochimie, etc.) alors que la mécanique newtonienne est une science "finie", on n'y apprend plus rien. Mais si vous allez dans d'autres domaines de la physique, vous verrez souvent des raisonnement qui vous paraîtront aussi flous, aussi peu rigoureux, que ce qui existe en physique. C'est le propre de la science en train de se faire. Et c'est d'autant plus vrai dans les sciences d'objets complexes comme la chimie ou la bio, où les phénomènes sont souvent plus compliqués, où de nombreux effets coexistent et interfèrent, qu'en mécanique newtonienne qui étudie souvent des objets simples.

Une petite blague pour illustrer ce que je dis : un éleveur de chevaux aimerait améliorer les performance d'un cheval. Il demande à un vétérinaire, qui sèche. A un biologiste, qui sèche. A un chimiste, qui sèche. Enfin, il demande à un physicien, qui étudie longuement la question, puis qui assure avoir trouvé la solution. Il s'installe devant son tableau et expliquer à l'éleveur : "soit un cheval sphérique..."

[invite1d60e7b5]

-Kjeldahl

Désolé j'aurais dû préciser: quand je parlais de "taupins de PC" c'est les élèves de classes préparatoire scientifique option physique chimie, pas les personal computer (fin vu que t'es Québecois c'est normal que tu connaisses pas).

Pour Cécile:
J'ai sans doute été un peu dur avec les chimistes, et je vais réexpliquer mon point de vue.
La chimie traite de phénomènes complexes, comme en chimie des solutions où il est difficile de faire des calculs exacts à la main, ce qui impose certaines approximations et des raisonnements qui facilitent la résolution du problème.
Cependant l'explication de ces raisonnements, bien que souvent établie (du moins je pense), est ignorée de beaucoup de chimistes qui, une fois qu'ils ont leur méthode qui marche (ce dont ils s'assurent expérimentalement), admettent le raisonnement comme une vérité absolue et en imagine parfois (en tout cas pour le pH c'est plus que courant) une démonstration qui n'est pas valide au sens de la logique.

Alors, même si le raisonnement est admis et utilisé par tous les chimistes, ce qui n'a rien de critiquable (après tout, tout le monde respire mais il y a peu de gens qui connaissent parfaitement le processus de la respiration), il peut choquer le non chimiste à qui on le balance avec en guise de démonstration un raisonnement incomplet.

C'est sans doute une des raisons pour lesquelles beaucoup de gens n'ayant pas pour vocation la chimie mais qui reçoivent quand même des cours de chimie (je pense à des gens que je connais en prépa MP), et qui aiment les vraies démonstrations, vont être choqués en entendant un chimiste leur dire "oui alors là vous faites l'hypothèse puis après vous vérifiez avec le résultat trouvé". Si au moins la personne précisait que le raisonnement, bien que non correct tel qu'il est présenté, fonctionne, je pense que ça serait plus respectueux envers les gens qui aiment les choses logiques.

Je comprends bien que le but du chimiste est d'avoir des méthodes qui marchent, mais un raisonnement qui est présenté comme une démonstration logique alors qu'on peut en trouver des contres exemples mathématiquement ne peut que choquer le non chimiste.

[Global-Floch]

Je comprends bien que le but du chimiste est d'avoir des méthodes qui marchent, mais un raisonnement qui est présenté comme une démonstration logique alors qu'on peut en trouver des contres exemples mathématiquement ne peut que choquer le non chimiste.

Je trouve que c'est pareil en physique et que tout dépends du domaine de recherche. Tu peux toujours trouver des contre exemples mathématiques et même un raisonnement mathématique correct n'est pas forcément source de réalité logique. Mais vu que les sciences sont enseignées comme la vérite pure inscrite sur le marbre de la connaissance et bien quand le voile tombe on grince des dents. Je trouve que la physique quantique dans le genre c'est pas mal : les maths ok mais le sens réel des concepts comme le spin?

[invite86dba867]

La méthode qui permet de visualiser parfaitement les approximations à faire et de les justifier consiste à tracer le diagramme logarithmique des concentrations des espèces présentes dans le milieu en fonction du pH.
L'équation d'échange protonique peut ensuite être visualisée sur le diagramme et montre de manière infaillible la validité ou non des approximations qui permettent ensuite de calculer rapidement, à quelques dixièmes de pourcent près, la valeur du pH.

L'étude des mécanismes réactionnels, c'est autre chose. Il s'agit ici de modélisations qui tiennent compte d'études expérimentales telles que les études cinétiques. On choisira la modélisation qui permet de prévoir mathématiquement une cinétique très proche des résultats expérimentaux.
Pour les réactions radicalaires par exemple, la modélisation de type "chaîne linéaire" marche très bien (halogénation du toluène par exemple). Lorsqu'il y a ramification de la chaîne de radicaux (réaction explosive), les modélisations sont beaucoup plus incertaines.
Quant aux mécanismes des réactions biochimiques, lorsqu'il y a cascade de déplacements électroniques ou de prototropies, nous savons qu'il persiste beaucoup de phénomènes mal identifiés, ce qui conduit à beaucoup modéliser (par exemple le modèle de reconnaissance de forme), peut-être pour l'instant au détriment de la connaissance précise de ces phénomènes.