Chimie - exercices sur la chimie à usage domestique - correction, Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercices sur la chimie à usage domestique - correction, Exercices de Chimie Organique

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Chimie - exercices sur la chimie à usage domestique - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Analyse d’un déboucheur de canalisations domestiques, Obtention de savon.
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EXERCICE I : CHIMIE A USAGE DOMESTIQUE (6,5pts)

Nouvelle Calédonie 11/2008 EXERCICE I : CHIMIE À USAGE DOMESTIQUE

1. Analyse d’un déboucheur de canalisations domestiques. 1.1. Titrage, en présence d’un indicateur coloré, de la solution diluée de DesTop® 1.1.1. Équation de la réaction associée à la transformation chimique qui se produit lors du titrage :

HO–(aq) + H3O+(aq) = 2H2O(l)

1.1.2.K1 = +

e(aq) 3 (aq)éq éq

1 1 =

KHO . H O      

K1 = , 14

1

1 0 10 = 1,01014

1.1.3. À l’équivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques :

n(HO–)présente = n(H3O+)versée soit c.V = ca.VE c = .a Ec V

V

c = , ,

,

0 20 15 0

50 0

= 6,010 –2 mol.L-1

1.1.4. Le passage à l’équivalence est repéré expérimentalement par un changement de couleur de l’indicateur coloré. Le BBT initialement bleu, prend une teinte verte, puis jaune.

1.1.5. D’après les données du texte encadré : cc = , . , .

. .

NaOH solm 0 20 mn 0 20

V MV MV M

   

cc = , , 30 20 1 20 10

40

  = 6,0 mol.L-1 Attention est donnée en g.mL-1, il faut la convertir en g.L-1

D’après le dosage : La solution de DesTop® est diluée 100 fois, donc cC= 100.c alors cC = 6,0 mol.L-1 Les résultats obtenus sont identiques. 1.2. Présence d’ammoniac dans le DesTop® 1.2.1. NH3(aq) + H3O+(aq) = NH4+(aq) + H2O(l)

1.2.2. K2 = ( )

( ) ( )

.

4 aq éq

A3 aq 3 aqéq éq

NH 1

KNH H O

   

     

K2 = , 10

1

6 3 10 = 1,6109

1.2.3. 1.3. Titrage pH-métrique de la solution diluée de DesTop® 1.3.1. Pour Va = 15,0 mL, par lecture graphique, pH  7,6. L’indicateur coloré passe du bleu au vert.

pH NH3 NH4+

pKA = 9,2

15

pHE1 = 10,7

pHE2 = 5,4 1.3.2. pHE1 > pKA , ainsi NH3 est encore présent dans le mélange.

VE1 VE2

1.3.3. D’après la figure 1, on lit 1E

V = 12,8 mL.

À l’équivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques :

n(HO–)ini = n(H3O+)versée alors [HO–(aq)].V = ca. 1E

V donc [HO–(aq)] = 1 .a Ec V

V

[HO–(aq)] = , ,

,

0 20 12 8

50 0

 = 5,110 –2 mol.L-1

1.3.4. À la seconde équivalence E2 , on lit pH = 5,4 < pKA. L’espèce prédominante est maintenant l’ion ammonium. Tout l’ammoniac a réagi.

1.3.5. V’a = 2E

V 1E

V Par lecture graphique 2E

V = 15,3 mL

Il vient V’a = 15,3 – 12,8 = 2,5 mL1.3.6. À l’équivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques :

n(NH3)ini = n(H3O+)versée soit [NH3(aq)].V = ca. 'aV donc [NH3(aq)] = . 'a ac V

V

[NH3’aq)] = , ,

,

0 20 2 5

50 0

 = 1,010 –2 mol.L-1

2. Obtention de savon 2.1. Synthèse d’un savon au laboratoire 2.1.1. Chauffage à reflux 2.1.2. + 3 (Na+(aq) + HO –(aq)) = + 3 (C17H33COO –(aq) + Na+(aq)) 2.2. Propriétés du savon 2.2.1. Un composé est dit hydrophile (qui « aime » l’eau) s’il présente une affinité pour l’eau. Il est dit hydrophobe (qui a « peur » de l’eau) s’il présente une forte répulsion pour l’eau. Ilest alors soluble dans les corps gras.

2.2.2.a. La tête représente l’ion carboxylate, soluble dans l’eau : partie hydrophile. La chaîne carbonée est insoluble dans l’eau : c’est la partie hydrophobe. 2.2.2.b. La tête hydrophile va se dissoudre dans l’eau. La chaîne hydrophobe va se dissoudre dans la goutte d’huile. C’est le schéma C qui convient.

Réfrigérant à boules Arrivée d'eau froide Ballon contenant le mélange réactionnel chauffe-ballon

Sortie d'eau

CH2 O CO C17H33

CH O CO C17H33

CH2 O CO C17H33

CH2 OH

CH OH

CH2 OH

Chaîne hydrophobe Tête hydrophile

huile

C

eau

eau

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