Correction

Correction
Exercice 1
1. La représentation topologique est équivalente à la formule développée suivante:
2. Les groupes caractéristiques présents dans cette molécule sont notés en bleu. De gauche à
droite il s'agit du groupe carbonyle et du groupe carboxyle.
3. Le groupe carbonyle correspond ici à la fonction (famille) cétone (R1—CO—R2) et le groupe
carboxyle correspond à la fonction (famille) acide carboxylique (R—COOH).
4. La présence du groupe carbonyle et donc la famille des cétones qui lui correspond peut être mis
en évidence par action de la 2,4-dinitrophénylhydrazine (DNPH) avec laquelle une cétone donne
un précipité jaune-orangé de 2,4-dinitrophénylhydrazone.
La présence du groupe carboxyle et donc de la famille des acides carboxyliques qui lui
correspond peut être mis en évidence grâce à son caractère acide. En présence de cette
molécule le bleu de bromothymol vire au jaune.
5. La chaîne carbonée de cette molécule présente une insaturation de type éthylénique (liaison
double C=C). On peut mettre en évidence la présence de ce type d'insaturation par action du
dibrome. Il suffit de faire réagir cette molécule avec de l'eau de brome (dibrome en solution
aqueuse). On observe la décoloration de la solution de dibrome.
6. Autour de la double liaison les atomes et les groupes d'atomes se répartissent suivant le
schéma AHC=CHB. Ce type de structure donne lieu à une isomérie Z-E. L'isomère proposé
dans l'énoncé est l'isomère E. L'isomère Z est présenté ci-dessous:
Exercice 2
1.
1.
famille des aldéhydes
propanal
famille des cétones
pentan-2-one
2. Ces deux molécules présentent le groupe carbonyle. Elles réagissent donc toutes les deux avec
la 2,4-dinitrophénylhydrazine (DNPH) pour donner un précipité jaune-orangé de 2,4dinitrophénylhydrazone.
3. Pour différencier ces deux molécules il suffit de tenter de les faire réagir avec un réactif
spécifique de l'une d'entre elles. Par exemple, en utilisant la liqueur de Fehling, réactif
spécifique des aldéhydes, on obtiendra un précipité rouge brique d'oxyde de cuivre (I) Cu2O
avec le propanal et aucune réaction avec la pentan-2-one.
Exercice 3
1. Un test positif à la DNPH se traduit par la formation d'un précipité jaune-orangé de 2,4dinitrophénylhydrazone.
2.Un test positif à la liqueur de Fehling se traduit par la formation d'un précipité rouge brique
d'oxyde de cuivre (I) de formule Cu2O.
3. Il s'agit d'un précipité de chlorure d'argent.
4. L'identification des liquides contenus dans les flacons peut être résumée de la façon suivante:
Flacon
Composé
Justification
A
Chloroéthane
Seuls les composés halogénés donnent un précipité avec le
nitrate d'argent en solution alcoolique.
B
Butylamine
C'est le seul composé donnant une solution aqueuse basique.
C
Propanone
C'est un composé carbonylé ("+" DNPH) mais ce n'est pas un
aldéhyde ("–" liqueur de Fehling).
D
Acide
éthanoïque
C'est le seul acide présent.
E
Propanal
C'est un composé carbonylé ("+" DNPH), c'est aussi un aldéhyde
("+" à la liqueur de Fehling).
F
Propan-2-ol
C'est le seul qui reste et un alcool est neutre et ne donne aucune
réaction avec la DNPH (pas de groupe carbonyle).
5. Le test à la liqueur de Fehling est inutile puisque ce composé ne présente pas de groupe
carbonyle (pas de réaction avec la DNPH) donc cette molécule ne peut pas être un aldéhyde
susceptible de donner une réaction avec la liqueur de Fehling.
Exercice 4
1. L'équation de la réaction de dosage s'écrit:
R—NH2 + H3O+
R—NH3+ + H2O
Il s'agit d'une réaction entre un acide (donneur de proton) et une base (receveur de proton).
2. Avant l'équivalence l'espèce limitante est l'acide. Après l'équivalence l'espèce limitante est
l'amine. A l'équivalence l'acide et l'amine ont été mélangés dans les proportions
stoéchiométriques, soit:
n(am) = n(ac)
=> n(am) = C1 V1 = 0,50 x 33,9.10-3 = 1,7.10-2 mol
3. La quantité de matière d'amine est donnée par la relation:
n(am) = m / M
=> M = m / n(am) = 1,0 / 1,7.10-2 = 59 g.mol-1
4. La formule générale d'une amine saturée à n atomes de carbone s'écrit: CnH2n+1—NH2. Sa
masse molaire moléculaire a pour expression:
M = 12,0 n + 1,0 (2n+1) + 14,0 + 2 x 1,0 = 14,0 n + 17,0
14,0 n + 17,0 = 59 => n = 59 - 17,0 / 14,0 = 3,0
La formule brute de l'amine est donc: C3H9N.
5. Les deux molécules sont:
CH3—CH2—CH2—NH2
propylamine
isopropylamine
Exercice 5
1. Les formules sont:
CH3—CH2—NH2
éthylamine
CH3—NH—CH3
diméthylamine
2. Ces composés appartiennent à la famille des amines. L'éthylamine est une amine primaire (un
seul atome d'hydrogène de l'ammoniac NH3 a été substitué par un groupe éthyle (—CH2—CH3))
et la diméthylamine est une amine secondaire (deux atomes d'hydrogène de l'ammoniac ont été
substitués par deux groupes méthyle (—CH3)).
3. Comme l'ammoniac, les amines sont des bases. Un indicateur coloré ou l'utilisation de papier
pH permet de mettre en évidence ce caractère basique. Par exemple, en présence de bleu de
bromothymol, une solution d'amine prend une teinte bleu.
Ces tests ne permettent pas de différencier les deux isomères car il présentent tous les deux ce
caractère basique de façon semblable.
4. L'équation de la réaction de l'éthylamine avec l'eau s'écrit:
CH3—CH2—NH2 + H2O
CH3—CH2—NH3+ + HO–
L'équation de la réaction de la diméthylamine avec l'eau s'écrit:
CH3—NH—CH3 + H2O
(CH3)2—NH2+ + HO–
Exercice 6
1. L'acide conjugué de l'ion carboxylate est l'acide carboxylique R—COOH. La demi-équation
acido-basique reliant ces deux espèces s'écrit:
R—COOH + H2O = R—COO– + H3O+
2. La formule semi-développée du glucose est donnée ci-dessous:
Les groupes caractéristiques sont présentés en bleu ci-dessous:
fonction alcool primaire
4 fonctions alcool secondaires
fonction aldéhyde
3. On notera n0(dia) la quantité de matière d'ion complexe diamineargent initiale traitée, n0(glu) la
quantité de matière de glucose initiale nécessaire pour récupérer 1,00g d'argent et n0(Ag) la
quantité de matière initiale d'argent. Le tableau d'avancement de la réaction, dans lequel on ne
fait figurer que les espèces évoquées ci-dessus s'écrit:
Equation de la réaction 2[Ag(NH3)2]+ + R—CHO + 3HO–
2Ag + R—CO2– + 4NH3 + 2H2O
Etat initial (mol)
n(dia)0
n(glu)0
n(Ag)0=0,0
Etat à la date t
l'avancement est x (mol)
n(dia)=n(dia)0-2x
n(glu)=n(glu)0-x
n(Ag)=2x
Etat final (mol)
l'avancement est xf
n(dia)f=n(dia)0-2xmax
n(glu)f=n(glu)0-xf
n(Ag)f=2xf
La quantité de matière d'argent que l'on veut récupérer est:
n(Ag)f = m / M(Ag) = 1,00 / 107,9 = 9,27.10-3 mol
Lorsque tout l'argent est récupéré: n(glu)f=0 alors:
n(glu)0 - xf = 0 => n(glu)0 = xf
alors
;
mais
xf = n(Ag)f / 2
n(glu)0 = 9,27.10-3 / 2 = 4,63.10-3 mol
Finalement la masse de glucose nécessaire est:
m(glu) = n(glu)0 M(glu)
=> m(glu) = 4,63.10-3 x 180 = 0,833 g
Remarque: Il aurait été plus rapide d'écrire que, lorsque la réaction est terminée, la quantité de
matière de glucose utilisée et la quantité de matière d'argent récupérée sont dans les
proportions stoéchiométriques.
Donc n(glu)0 = n(Ag)f / 2
. La suite est la même que ci-dessus.