Chimie - exercices sur le synthol - correction, Exercices de Chimie Organique
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercices sur le synthol - correction, Exercices de Chimie Organique

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Chimie - exercices sur le synthol - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Quelques composés du Synthol, Dosage de l’acide salicylique dans le Synthol, les valeurs obtenues.
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EXERCICE I

Métropole 2009 EXERCICE I . LE SYNTHOL (6,5 points)

1. Quelques composés du Synthol ® 1.1.0,25 La molécule n°2 contient un groupe hydroxyle OH et un groupe carboxyle CO2H caractéristique des acides carboxyliques. C’est l’acide salicylique.

La molécule n°3 contient deux groupements hydroxyle : c’est le résorcinol. La molécule n°1 ne possède ni groupement carboxyle, ni groupements hydroxyle. C’est le

vératrole.

1.2.1. 0,25 AH(aq) + H2O(l) = A–(aq) + H3O+(aq)

1.2.2. (0,25) Équation chimique

AH(aq) + H2O(l) = A–(aq) + H3O+(aq)

Avancement

(mol) Quantité de matière (mol)

État initial x = 0 n0

Excès

0 0

État intermédiaire

x n0 – x x x

État final xéq n0 – xéq xéq xéq

1.2.3. 0,25( ) éq

3 aq

0

x H O

V

    et ( )     

pH

3 aqH O 10

0,25 Soit xéq = 10–pH . V0

1.2.4. 0,25 xéq = 10–2,6×0,1000 = 2,510–4 mol

1.2.5. 0,25 max

= éqx

x  avec xmax avancement si la transformation est totale

L’eau est en excès, le réactif limitant est l’acide AH, s’il est totalement consommé alors xmax = n0.

0

0

10 . =

pH V

n 

0,25 ,

-

, τ =

,

2 6

4

10 0 1000

7 20 10

 

 = 0,35 = 35%  < 100% la transformation n’est pas totale

2. Dosage de l’acide salicylique dans le Synthol ®

2.1. On dispose d’un volume VA = 100,0 mL de solution, or  = A

m

V , ainsi la masse m de la

solution est msol = .VA. D’après la notice, pour 100 g de solution  on a mA0 = 0,0105 g d’acide salicylique

Pour msol g de solution  on a mA

mA0.msol = 100mA

mA = . .A0 Am V

100

0,25 mA = , , ,0 0105 0 950 100 0

100

  = 9,98×10–3 g

nA = A

A

m

M nA =

, 39 98 10

138

 = 7,2310–5 mol

0,25 cA = A

A

n

V cA =

,

,

 57 23 10

0 1000 = 7,2310–4 mol.L-1 comme indiqué dans l’énoncé.

2.2.1. 0,25 À l’équivalence il y a changement de réactif limitant, les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques. Les coefficients stœchiométriques de la réaction sont de 1 :

0,25 à l’équivalence ni(C7H6O3) = n(HO–)

2.2.2. 0,25 n(HO–) = cB.VBE = ni(C7H6O3) = nA 5,0 mL < VBE < 20, 0 mL

5,0 mL < A

B

n

c < 20,0 mL

, 3

1

20 0 10 < B

A

c

n <

,  3 1

5 0 10

,

,

5

3

7 23 10

20 0 10 < cB <

,

,

5

3

7 23 10

5 0 10

0,5 3,6110–3 mol.L-1< cB < 1,410–2 mol.L-1 2.2.3. On désire effectuer une dilution :

Solution mère : c0 = 1,010-1 mol.L-1 Solution fille : cB = 1,010-2 mol.L-1

V0 VB = 50,0 mL 0,25 Au cours d’une dilution, la quantité de matière de soluté ne change pas : n(mère) = n(fille) c0.V0 = cB.VB

V0 = 0

.B Bc V

c

V0 = , ,

,

 

2

1

1 0 10 50 0

1 0 10 = 5,0 mL

0,25 On prélève, à l’aide d’une pipette jaugée de 5,0 mL, un volume V0 = 5,0 mL de la solution mère que l’on verse dans une fiole jaugée de 50,0 mL. On ajoute de l’eau distillée et on agite la solution obtenue. On complète ensuite jusqu’au trait de jauge. 2.3.1.a. 0,25 La zone de virage de l’indicateur coloré doit contenir la valeur du pH à l’équivalence. Le bleu de bromothymol convient (6,0 < 7 < 7,6) 2.3.1.b.0,25 Dans la composition du Synthol ®, on trouve un produit coloré : le jaune de quinoléine (E104) qui risque de perturber le changement de couleur de la solution. À l’équivalence, le passage de la coloration jaune à bleu risque d’être plus délicat à repérer. 2.3.2.0,25 La solution de Synthol n’est pas aqueuse. La présence de l’éthanol (présent à 34,5% en volume pour solubiliser les espèces chimiques) ne permet pas de recommander un titrage pH-métrique. 2.4. schéma du titrage conductimétrique0,5

burette contenant (Na+ + HO–) de

concentration cB = 1,0010–2 mol.L–1

conductimètre

becher contenant VA mL de Synthol®

agitateur magnétique

2.5.1.0,25 La conductivité d’une solution est proportionnelle à la concentration des ions présents. Or après l’équivalence, les ions hydroxyde versés ne réagissent plus avec l’acide entièrement consommé. Ils s’accumulent dans le mélange réactionnel, tout comme les cations sodium. Ces ions sont responsables de l’augmentation de la conductivité. 2.5.2.

0,25 VBE = 6,9 mL 2.5.3. À l’équivalence la quantité de soude versée est égale à la quantité d’acide présente :

nA = nB = cB.VBE

cA = A

A

n

V

0,25 cA = B BE

A

c .V

V

cA = , ,

,

 21 00 10 6 9

100 0 = 6,910–4 mol.L-1

0,25 Les deux valeurs obtenues sont semblables à 5% près.

% d’erreur relative = , ,

,

 

  

4 4

4

7 23 10 6 9 10

7 23 10 100

VBE

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