Chimie - exercitation sur l’acide éthanoïque, Exercices de Chimie Appliquée
Renee88
Renee8824 April 2014

Chimie - exercitation sur l’acide éthanoïque, Exercices de Chimie Appliquée

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Chimie appliquée - exercitation sur l’acide éthanoïque. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La solution d’acide éthanoïque, Étude d’un vinaigre, Synthèse d’un ester.
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Exercice I: L'acide éthanoïque (6,5 points)

BAC S LIBAN 2010 EXERCICE I : L’ACIDE ÉTHANOÏQUE (6,5 POINTS)

Connu depuis l’Antiquité, le vinaigre (de " vin " et " aigre ") résulte de la fermentation du vin ou d'un autre liquide alcoolisé :c'est une solution aqueuse acide car riche en acide éthanoïque. L'acide éthanoïque est également un réactif de nombreuses synthèses organiques. Données: Acide éthanoïque (ou acétique):

- formule chimique: CH3-CO2H ; - masse molaire moléculaire: 60,0 g.mol–1 ; - pKA du couple (acide éthanoïque/ion éthanoate): 4,8.

Le titre (ou l'acidité) d'un vinaigre est donné en degré (°) : 1,00° correspond à 1,00 g d'acide acétique pur pour 100 g de vinaigre.

La masse volumique du vinaigre  vaut 1010 g.L-1.

Le produit ionique de l'eau a pour valeur Ke = 1,010 –14 à 25°C.

Les trois parties de l'exercice sont indépendantes.1. La solution d’acide éthanoïque On prépare un volume V =1,00 L d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque de concentration molaire en soluté apporté C = 0,100 mol.L–1 . Son pH est égal à 2,9. 1.1. Écrire l'équation de la réaction entre l'acide éthanoïque et l'eau. 1.2. Tracer le diagramme de prédominance du couple acide éthanoïque/ion éthanoate. Quelle espèce prédomine dans la solution? 1.3. Quotient de réaction à l’équilibre

1.3.1. Compléter le tableau d’évolution du document 1 donné sur l’annexe à rendre avec la copie. 1.3.2. Donner l’expression du quotient de réaction à l’équilibre Qr,éq associé à l’équation précédente

Montrer que l’on a aussi Qr,éq = ( )

2

éq

éq

x

V CV x où xéq est l’avancement à

l’équilibre. 1.3.3. Comment s’exprime xéq en fonction du pH ? 1.3.4. Calculer Qr,éq . À quelle grandeur caractéristique du couple acide éthanoïque/ion éthanoate s’identifie-t-il ? Vérifier que la valeur obtenue est en accord avec une donnée de l’exercice.

1.4. Définir et calculer le taux d’avancement final . La transformation est-elle totale ?

2. Étude d’un vinaigre Un vinaigre d’alcool titrant 7,5° et un vinaigre de vin titrant 6,0° ont été versés dans deux flacons non étiquetés. On cherche à les identifier par des mesures pH-métriques. 2.1. Préciser, par un raisonnement sans application numérique, quel est le vinaigre de plus faible pH. 2.2. On choisit de réaliser un dosage pH-métrique de l’un des deux vinaigres par une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO–(aq)).

2.2.1. Écrire l’équation de la réaction de la réaction support du dosage. 2.2.2. Calculer la constante d’équilibre K associée à l’équation de cette réaction. 2.2.3. On peut conclure à partir de la valeur de la constante d’équilibre K précédente que la réaction est totale. Quelle autre caractéristique, cette réaction doit-elle posséder pour servir de support à un dosage ?

2.3. On dilue l’un des deux vinaigres de concentration initiale C0 d’un facteur 10. La concentration de la solution diluée est notée CA. Décrire la préparation de 50,0 mL de vinaigre dilué en précisant la verrerie utilisée.

2.4. On dose un volume VA égal à 10,0 mL de vinaigre dilué auquel on a ajouté environ 20 mL d’eau distillée. La concentration CB de la solution aqueuse d’hydroxyde de sodium est de 1,0.10 –1 mol.L–1 . La courbe expérimentale est donnée sur le document 2 de l’annexe à rendre avec la copie.

2.4.1. Pourquoi rajoute-t-on de l’eau distillée ? Cet ajout modifie-t-il le volume VE versé à l’équivalence ?

2.4.2. Déterminer le volume VE et le pH à l’équivalence en utilisant le graphique.

2.4.3. En déduire les concentrations CA du vinaigre dilué et C0 du vinaigre étudié.

2.4.4. En déduire le titre tA de ce vinaigre. Conclure sur la nature du vinaigre. 3.Synthèse d’un ester On souhaite synthétiser un ester à l’odeur de poire, l’éthanoate de pentyle, à l’aide de l’acide éthanoïque et d’un alcool. La formule de l’ester est donnée ci-dessous : 3.1. Écrire l’équation de la réaction et préciser les noms des réactifs. 3.2. Quelles sont les caractéristiques de cette transformation ? 3.3. On utilise pour la synthèse le montage schématisé sur le document 3 de l’annexe à rendre avec la copie. Comment s’appelle ce montage ? Compléter la légende.

CH3 C

O

O CH2 CH2 CH2 CH3 CH2

ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE : L’ACIDE ÉTHANOÏQUE

Document 1

Équation chimique

État du système

Avancement (mol)

Quantités de matière (mol)

État initial x = 0

État intermédiaire

x

État finalxéq

Document 2

Document 3

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