Travaux pratiques sur les propriétés de l’acide propanoïque, Exercices de Chimie
Renee88
Renee8824 April 2014

Travaux pratiques sur les propriétés de l’acide propanoïque, Exercices de Chimie

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Travaux pratiques de sciences chimiques sur les propriétés de l’acide propanoïque. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de la réaction entre l'acide propanoïque et l'eau, Réaction de l'acide avec un al...
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PROPRIETES DE L’ACIDE PROPANOIQUE

2005 Pondichéry EXERCICE I. PROPRIETES DE L’ACIDE PROPANOÏQUE (6,5 points)

On se propose d’étudier deux propriétés chimiques différentes de l’acide propanoïque dans deux parties

indépendantes : la réaction de dissolution dans l’eau et la réaction avec l’alcool butan-1-ol.

Données :

Le tableau ci-dessous rassemble quelques propriétés physico-chimiques des réactifs et des produits.

Formule brute Masse volumique Masse molaire Température

d’ébullition

Acide

propanoïque C3H6O2 1,00.103 kg.m-3 74,0 g.mol-1 141,0 °C

Butan-1-ol C4H10O 8,10.102 kg.m-3 74,0 g.mol-1 117,5 °C

Ester 146,0 °C

Eau 100,0 °C

Dans ce qui suit, l’acide propanoïque est noté AH et l’ion propanoate A–.

Le conductimètre utilisé permet de mesurer la conductivité  de la solution étudiée, proportionnelle à sa

conductance G.

On considère une solution aqueuse d’acide propanoïque.

On néglige la concentration en ions hydroxyde HO– par rapport à celles des autres espèces ainsi que leur

contribution à la conductivité de la solution.

Dans ces conditions, la conductivité  de la solution est de la forme :

 = 1.[H3O+] + 2.[A–]

 1 conductivité molaire ionique de l’ion H3O+ : 1 = 35,0.10-3 S.m2.mol-1

 2 conductivité molaire ionique de l’ion propanoate : 2 = 3,58.10-3 S. m2.mol-1 Ces valeurs sont données à 25 °C et les concentrations [H3O+] et [A–] sont exprimées en mol.m-3.

1. Etude de la réaction entre l’acide propanoïque et l’eau

On verse 0,10 mole d’acide propanoïque pur dans de l’eau pour obtenir 500 mL d’une solution notée S0.

Pour des mesures de conductimétrie, il est nécessaire de disposer de solutions moins concentrées. On

souhaite donc obtenir V = 1,00 L de solution S de concentration 2,0.10– 3 mol.L-1.

1.1 - On donne la liste du matériel disponible : béchers et erlenmeyers de diverses capacités, pipettes

jaugées de 10 mL et 20 mL avec son système de pipetage, fioles jaugées de 50,0 mL, 100 mL et 1000 mL.

Indiquer le protocole expérimental à suivre pour réaliser la solution S à partir de S0.

1.2 - Ecrire la formule développée de l’acide propanoïque. On utilisera ensuite les abréviations précisées

dans les données.

1.3 - Ecrire l’équation de la réaction chimique entre l’acide propanoïque et l’eau.

1.4 - Dresser un tableau d’avancement de la transformation de 2,0.10–3 mol d’acide propanoïque dans un

volume d'eau tel qu’on obtient V = 1,00 L de solution S. On notera xéq l’avancement à l’équilibre.

1.5 - Etablir la relation entre la conductivité  de la solution, les conductivités molaires ioniques 1 et 2,

le volume V et l’avancement xéq à l’équilibre.

1.6 - La mesure au conductimètre donne  = 6,20 . 10–3 S.m–1. Déterminer la valeur numérique de xéq. En déduire les valeurs numériques des concentrations [A–]éq et [H3O+]éq à l’équilibre.

1.7 - Quelle est la concentration de l’acide propanoïque [AH]éq à l’équilibre ?

1.8 - Rappeler l’expression de la constante d’acidité Ka du couple acide propanoïque / ion propanoate et la

calculer. En déduire le pKa de ce couple.

2. Réaction de l’acide avec un alcool

On prélève 0,20 mole d’acide propanoïque pur et 0,20 mole de butan-1-ol pur qu’on verse dans un ballon.

2.1 - Comment s’appelle la réaction qui a lieu entre ces deux réactifs ? Ecrire l’équation de cette réaction

chimique. On pourra utiliser les formules brutes (voir le tableau « Données » au début du sujet).

2.2. Donner le nom des produits formés et leur formule semi-développée.

2.3. Dresser un tableau d’avancement de la transformation. En déduire l’expression du quotient de

réaction Qr en fonction de l’avancement x à la date t.

2.4. Calculer l’avancement à l’équilibre xéq sachant que la constante d’équilibre K = 4,0.

2.5. En déduire le taux d’avancement  final de la réaction.

2.6. On demande à un groupe d’élève de formuler des propositions pour augmenter le taux d’avancement.

On relève les propositions suivantes :

1 : On chauffe le milieu réactionnel pendant 5 minutes.

2 : On ajoute un catalyseur : l’acide sulfurique concentré par exemple.

3 : On réalise une distillation pour éliminer l’eau.

4 : On chauffe à reflux.

Parmi ces quatre propositions, choisir en justifiant celle qui vous semble correcte. Quel montage

réaliserez vous parmi ceux qui sont proposés ci-dessous ?

Montage n°1 Montage n°2 Montage n°3

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