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

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

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Travaux pratiques de sciences chimiques sur les propriétés de l’acide propanoïque - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de la réaction entre l'acide propanoïque et l'eau, Réaction de l'aci...
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ExerciceI PROPRIETES DE L’ACIDE PROPANOIQUE (6,5pts)

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

Correction

1 – Étude de la réaction entre l'acide propanoïque et l'eau

1.1. Pour préparer la solution S à partir de S0, il faut effectuer une dilution :

Solution mère : S0 Solution fille : S

C0 = '0

0

V

n =

500,0

10,0 = 0,20 mol.L-1 C = 2,0.10-3 mol.L-1.

V0 = ? V = 1,00 L

Au cours de la dilution la quantité de matière d’acide propanoïque se conserve : C0.V0 = C.V

(0,25) Soit V0 = 3

1

0

C.V 2,0.10

C 2,0.10

  = 10 mL

(0,25)On prélève 10 mL d’acide propanoïque de la solution S0, à l’aide d’une pipette jaugée de 10 mL

munie de son système de pipetage. On verse l’ensemble dans une fiole jaugée de 1000 mL et ajoute de

l’eau distillée au trois-quarts. On agite puis on complète, avec de l’eau distillée, jusqu’au trait de jauge.

1.2. H H O

(0,25) H – C – C – C

H H O–H

1.3. (0,25)AH(aq) + H2O(l) = A–(aq) + H3O+(aq)

1.4. (0,5)Équation chimique AH(aq) + H2O(l) = A–(aq) + H3O+(aq)

État du

système

Avancement

(mol) Quantités de matière (en mol)

État initial 0 n0 = 2,0.10-3 Excès 0 0

État final xéq n0 – xéq Excès xéq xéq

État final si

totale xmax n0 – xmax = 0 Excès xmax xmax

1.5. (0,5) = 1.[H3O+(aq)]éq + 2.[A–(aq)]éq = 1. V

xéq + 2.

V

xéq =

V

xéq .(1 + 2)

1.6. (0,5)D’après la relation précédenteéq 1 2

.V x

   

   

 

S.m .m mol

S.m .mol

1 3

2 1 donc convertir V en m3

3

33

10).58,30,35(

10.00,110.20,6 



 éqx = 1,61.10

–4 mol

(0,5) [H3O+(aq)]éq = [A–(aq)]éq = V

xéq =

00,1

10.61,1 4 = 1,61.10–4 mol.L-1

1.7. (0,5) [HA(aq)]éq =00,1

10.61,110.0,2 430  

 

V

xn éq = 1,8.10–3 mol.L-1

1.8. (0,25) KA = Qr, éq =4 2

(aq) éq 3 (aq) éq

3

(aq) éq

[A ] .[H O ] (1,61.10 )

[HA ] 1,84.10

  

  = 1,4.10–5

(0,25) pKA = –log(KA) = 4,8

2. – Réaction de l'acide avec un alcool

2.1. (0,25)C’est une réaction d’estérification :

(0,25) C3H6O2 (l) + C4H10O (l) = H2O (l) + C7H14O2 (l)

O

2.2. (0,25)Eau : H2O Propanoate de butyle : CH3 – CH2 – C

O – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

(0,5)

2.3. Équation chimique C3H6O2 (l) + C4H10O (l) = H2O (l) + C7H14O2 (l)

État du

système

Avancement

(mol) Quantités de matière (en mol)

État initial 0 n0 = 0,20 mol n0 = 0,20 mol 0 0

En cours de

transformation x n0 – x n0 – x x x

2 0

2

00104263

21472

)(]OHC[)](OH[C

)](OHC[)]([

xn

x

V

xn

V

xn V

x

V

x

(l)l

llOH Qr

 

 

 

 

2.4. K = Qr, éq = 2

0

2

)( éq

éq

xn

x

K = 0( )

éq

éq

x

n x or xéq et (n0xéq) > 0, donc K =

0( )

éq

éq

x

n x

(n0 – xéq) . K = xéq

n0 . K xéq . K = xéq

xéq ( 1 + K ) = n0. K

xéq = 0 .

(1 )

n K

K

(0,5) xéq = 0,20 4,0

(1 4,0)

 = 0,13 mol

2.5. (0,25) = 20,0

13,0

0max

 n

x

x

x éqéq = 65% En théorie, on doit obtenir 66,7%. Mais le manque de

chiffres significatifs des données conduit à cette légère différence.

2.6. (0,5)L’augmentation de température (chauffage) est un facteur cinétique, il ne va pas influer sur le

taux d'avancement final.

L’ajout d’un catalyseur augmente seulement la vitesse de réaction et ne modifie pas le taux d'avancement

final.

C’est la proposition 3 qui convient: On élimine un des produits formés, ce qui déplace l’équilibre dans

le sens de la formation de ce produit, donc xéq augmente.

Le chauffage à reflux permet de conserver dans le milieu réactionnel tous les réactifs et produits, le taux

d'avancement final ne sera pas meilleur.

Le montage de distillation nécessaire pour éliminer l'eau est le n°2.

Le montage 1 est un simple chauffage, le montage 3 correspond à un chauffage à reflux.

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