TRAVAUX DIRIGES DE CHIMIE ORGANIQUE : ALCOOL Tlec Professeur chargé du cours : Monsieur Garba Saley Exercice N°1 : L'hydratation d'un alcène A (addition d'une molécule d'eau à une molécule de cet alcène) conduit à un seul composé B. Tout autre composé étant indécelable même à l'état de traces, on admettre que la formule semi-développée de A est symétrique par rapport à la double liaison. Ce composé B réagit avec le dichromate de potassium en milieu acide pour donner un composé C. le composé C, donne un précipité jaune avec la 2,4 — dinitro phénylhydrazine, mais, ne réagit pas avec le précipité de schiff.. L'analyse de B montre qu'il contient 64,9% en masse de carbone. 1) Quelle est la fonction chimique de C ? 2) Quelle est la fonction chimique de B ? 3) Déterminer la formule semi-développée de A et son nom. 4) Donner les formules semi-développées et les noms de B et C. 5) Ecrire l'équation-bilan de la réaction de B avec le dichromate de potassium en milieu acide. Données : masses atomiques molaires H = 1 g/mol ; C = 12g/mol ; O = 16g/mol. Exercice N°2 : 1) L'oxydation d'un alcool saturé non cyclique fournit un aldéhyde dont la masse molaire vaut 0,9375 fois celle de l'alcool de départ. Quelles sont les formules semi-développées et les noms des deux composés ? 2) Donner les formules semi-développées et les noms des composés obtenus en déshydratant cet alcool. Masses atomiques molaires en g.morl : M(H) = 1 ; M(C) = 12 ; M(0) = 16. Exercice N°3 : Un composé organique B, liquide, ne contient que du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène. L'analyse montre que cette substance contient en masse : 66,7% de carbone, 11,1 % d'hydrogène et 22,2% d'oxygène. 1) Déterminer sa formule brute CxHyOz , sachant que sa masse molaire vaut M = 72g. mo1-1 Quelles expériences réalisées avec la substance B ont permis d'établir sa structure. 2) Si on verse quelques gouttes de la substance B dans un tube à essai contenant de la dinitro-2,4 phénylhydrazine (DNPH), on obtient un précipité jaune. Quelles sont les formules développées que l'on peut envisager pour le liquide B ? Indiquer également les noms des produits correspondants à chaque formule. 3) Une solution de dichromate de potassium en milieu acide est réduite par le composé B. A quelle famille de produits organiques B appartient-il ? Indiquer la (ou les) formule (s) développée (s) que l'on peut retenir. 4) Le corps B est en fait l'isomère à chaîne ramifiée. Indiquer la formule développée et le nom du corps organique C obtenu dans la réaction de B avec la solution de dichromate de potassium. Ecrire l'équation-bilan de la réaction d'oxydoréduction qui conduit de B à C. 5) Le liquide B provient de l'oxydation ménagée d'un alcool A. Préciser son nom, sa classe et sa formule développée. Peut-on obtenir A à partir de l'hydratation acide d'un alcène ? Justifier votre réponse. On donne : M(C) = 12g.mo1-1 ; M(H) = lg.mo1-1 ; M(0) = 16g.mol-1 Exercice N°4 : Un hydrocarbure possède une composition en masse de 85,7% de carbone et T4,3% d'hydrogène. Sa densité de vapeur est de 2,41. 1) Déterminer sa formule brute. Déterminer ensuite les formules semi-développées possibles sachant que cet hydrocarbure est un alcène. 2) Cet alcène ne possède pas de chaîne alkyle ramifiée et son hydratation conduit à un alcool de formule brute C5H12O possédant un atome de carbone asymétrique. - Etablir le formule semi-développée de cet alcool ; - Donner son nom et sa classe ; - Donner les représentations spatiales des configurations de chaque énantiomère. 3) Au cours de l'hydratation de l'alcène, il peut se former également un autre alcool n'ayant pas d'atomes de carbone asymétrique capable, par oxydation ménagée, de donner une cétone. Montrer que cette remarque permet de déterminer la formule de l'alcène dont on donnera le nom. Données : M(C) = 12g.mol-1 , M(H) = I g.mol-1. Exercice N°5 : 1) On prépare un alcool A par addition d'eau sur un alcène B de formule brute CnH2n. Ecrire l'équation bilan de la réaction. 2) La combustion complète de A donne une masse m1g de dioxyde de carbone et une masse m2g d'eau telle que 𝑚1 𝑚2 = 11 6 a) Ecrire l'équation de la réaction de la combustion de A ; b) En déduire la valeur de n et les formules brutes de A et B ; c) Ecrire les formules semi-développées de A et B. 3) Afin de déterminer la formule exacte de A, on l'oxyde en milieu acide du permanganate de potassium ; on obtient un produit unique qui réagit avec la 2,4-DNPH en donnant un précipité jaune mais sans effet avec le réactif de Tollens. a) Identifier le produit obtenu ; b) Déduire la formule exacte de A ; c) Ecrire l'équation bilan de la réaction de A avec le couple réducteur MnO-4 /Mn2+ Exercice N°6 : On considère un aldéhyde A et un monoalcool B, tous deux à chaînes carbonées saturées non cycliques possédant respectivement n et n+2 atomes de carbone. 1) Donner les formules générales brutes de ces deux composés. En déduire leurs pourcentages en masse -respectifs d'oxygène PA et PB en fonction de n. 𝑃 38 2) Le rapport de ces deux pourcentages en oxygène est tel que : 𝑃𝐴 = 25. Déterminer les formules brutes de A et 𝐵 de B. 3) Sachant que B est un alcool à chaîne ramifiée, donner les formules semi-développées et les noms des isomètres correspondants aux composés A et B. 4) L'oxydation ménagée du composé B par le permanganate de potassium en milieu acide donne un corps B’ qui réagit avec la 2,4-DNPH en donnant un précipité jaune et fait rosir le réactif de schiff. Montrer que ces renseignements permettent d'éliminer deux des hypothèses précédentes. 5) Sachant que l'atome de carbone lié au carbone fonctionnel est porteur de trois (3) groupes identiques. Donner la formule semi-développée et le nom des composés B et B'. Exercice N°7 : 1) L'hydratation d'un alcène A conduit à un composé qui contient 21,6% en masse d'oxygène. Sachant que sa molécule ne contient qu'un seul atome d'oxygène, quelles sont les formules semi développées possibles de l'alcène ? Donner les noms correspondants. Préci ser A sachant que sa molécule ne présente ni de ramification ni isomérie E — Z. 2) L'hydratation de 22,4g de A a conduit à deux composés B et B'. B et B' mélanges, sont oxydés en milieu acide par du dichromate de potassium en excès. On obtient par une réac tion totale, respectivement deux composés organiques C et C' que l'on sépare par des méthodes chimiques et que l'on dissout dans l'eau. On procède à différents tests sur des solutions de C et C'. La solution C donne un précipité jaune avec la 2,4 DNPH et elle n'est pas conductrice. La solution C' ne donne pas un précipité jaune avec la 2,4 DNPH et elle est conductrice. Identifier C et C’en justifiant la réponse. 3) On fait réagit la solution de C' avec une solution d'hydroxyde de sodium de concentration Cb = 0,25mo1.1. L'équivalence acido-basique est atteinte pour un volume de base Vb 200m1. Calculer les quantités de matière de C', de B et de B'. Exercice N°8 : L'analyse d'un corps indique les pourcentages en masse suivants : C = 85,71% ; H = 14,29%. La densité de vapeur de ce corps est d = 1,93. 1) Donner : a) Sa formule brute ; b) Ses isomères et leurs noms. 2) L'hydratation de l'un des isomères en présence d'un catalyseur approprié conduit à deux alcools A et B. on notera A l'alcool qui correspond à la classe la plus élevée. On réalise l'oxydation ménagée de A à l'aide d'une solution aqueuse de permanganate de potassium en milieu acide. On constate un changement de couleur. On obtient un seul produit C. l'oxydation de B conduit à deux produits D et E. a) Identifier l'isomère en question et donner son nom. b) Donner les formules semi-développées et les noms de A, B, C, D, E. c) Ecrire l'équation bilan de la réaction chimique qui conduit de A à C. d) Préciser la couleur du milieu réactionnel avant et après la réaction. 3) On fait subir aux produits C et D, différents tests dans le but de vérifier leurs fonctions chimiques. a) Que donne le test du 2,4 DNPH ? b) Que donne le test de la liqueur de Fehling ? c) Ecrire l'équation bilan de la réaction dans le cas du test de la liqueur de Fehling. On donne les masses molaires en g/mol : C = 12 ; H = 1. Exercice N°9 : Soit CnH2n+2O la formule brute d'un composé N à chaîne ramifiée. En milieu acide ce composé réagit avec une solution de dichromate pour donner un composé P et un composé Q. 1) Sachant que le composé P réagit avec la liqueur de Fehling ou le réactif de Tollens, indiquer les fonctions chimiques des composés N, P et Q. 2) Déterminer les formules développées et les noms des composés N, P et Q sachant que le composé Q a pour masse molaire MQ = 88g/mol. 3) Q réagit avec le pentachlorure du phosphore (PC1 5) pour donner un composé organique R. donner la formule développée et le nom de R. 4) R réagit avec N pour donner le composé S de formule brute C 8 H16O2. Ecrire l'équation bilan de cette réaction. Donner la formule développée et le nom de S. Quelles sont les propriétés de cette réaction ? 5) S peut aussi être obtenu par réaction de N sur Q. Ecrire l'équation bilan de cette réaction en formules semi-développées. Quelles sont les propriétés de cette réaction ? TRAVAUX DIRIGES DE CHIMIE : ACIDES CARBOXYLIQUES TleC Professeur chargé du cours : Monsieur Garba Saley Exercice 1 On se propose de déterminer la nature d'un corps pur A. Pour cela on réalise quelques expériences dont on note les résultats : Le sodium réagit sur A avec dégagement de dihydrogène. Par oxydation ménagée, en présence d'une solution de permanganate de potassium, on obtient un corps qui rosit le réactif de schiff. On admettra que la molécule de A est ramifiée et ne comporte pas de liaison multiple. 1) Quelle est la nature de A ? 2) Pour déterminer complètement le corps A, on oxyde, avec un excès d'oxydant, une masse m=10g de A. On obtient ainsi un corps B qui réagit avec la soude. On obtient l'équivalence acido-basique après avoir versé VB =0,135L de solution de soude de concentration CB =1mo1/L dans une solution aqueuse contenant la masse de B obtenue par oxydation à partir de 10 g de A. a) En déduire la masse molaire de A, puis sa formule semi-développée. Quel est son nom ? b) Ecrire l'équation-bilan de la réaction d'oxydoréduction. Exercice 2 1) La déshydratation intermoléculaire de 1,84 g d'un acide carboxylique à chaîne saturée A conduit à 1,48g d'un composé organique B. a) Quelle est la fonction de B ? b) Ecrire l'équation bilan de la réaction en utilisant la formule générale d'un acide carboxylique. c) Déterminer les formules semi développées de A et B et donner leurs noms. 2) On désire préparer un ester à partir de l'acide A et un alcool C saturé acyclique. Le pourcentage en masse de l'ester en carbone est 58,80% et celui de l'oxygène est 31,37%. a) Déterminer la formule brute de l'ester et en déduire celle de l'alcool C. b) Donner les isomères de chaîne de l'alcool C. 3) Pour identifier cet alcool, on le fait réagir avec le dichromate de potassium en milieu acide. On n'obtient aucun composé. a) Préciser la formule semi développée de Cet donner son nom. b) Donner la formule semi développée et le nom de l'ester. La masse de l'acide A utilisée pour préparer l'ester est 2,3g. Lorsque l'équilibre est atteint, on dose l'acide restant et on obtient 4,75.10-2 mol d'acide. Vérifier que la masse d'ester formé est 255mg et en déduire le rendement de la réaction d'estérification. Exercice 3 1) Un composé organique A de formule CxHyO2 de masse molaire 88g/mol contient en masse 6 fois plus de carbone que d'hydrogène. Déterminer sa formule moléculaire brute. 2) L'hydrolyse du composé A donne deux composés notés B et C. sachant que B a des propriétés acides, proposer les formules semi développées et les noms possibles pour A. 3) On dissout 0,92g du composé B dans l'eau et on complète la solution à 100 cm3. On dose 10 cm3 de cette solution par 20 cm3 d'une solution de soude à 0,1mol/L. a) Déterminer la masse molaire moléculaire, la formule brute, la formule développée et le nom du composé B. b) En déduire les noms et les différentes formules semi développées pour le composé C. 4) Par oxydation ménagée donne un composé D qui donne un précipité jaune avec la 2,4-DNPH mais qui ne réduit pas le nitrate d'argent ammoniacal. Ecrire la formule semi développée de D ; en déduire celle de C et enfin celle du composé A de départ. Exercice 4 On dispose de quatre flacons contenant un alcool, un aldéhyde, une cétone, un acide carboxylique. 1) Pour déterminer leur contenu, on réalise tes tests suivants : Corps Réactif Cr2072- En milieu acide DNPH Réactif de schiff Liqueur de Fehling A B C D Solution orange Solution jaune Solution incolore Solution bleue Solution verte Solution jaune Solution incolore Solution bleue Solution verte Précipité jaune Solution violette Précipité rouge brique Solution orange Précipité jaune Solution incolore Solution bleue Donner les fonctions des corps A, B, C, D et justifier son choix. 2) L'action du dichromate de potassium en milieu acide sur B conduit à la formation de C et de A. B est un corps saturé contenant trois atomes de carbone. Donner les formules semi développées et les noms des corps A, B, C. 3) On fait agir A sur B. Ecrire l'équation de la réaction et donner le nom des produits obtenus. Quelles sont les caractéristiques de cette réaction ? 4) Par action du pentachlorure de phosphore PCl 5 ou du chlorure de thionyle SOCl2 sur A, on obtient un corps E. a) Donner la formule semi développée et le nom de E. b) Ecrire l'équation de la réaction de E sur B. Comparer cette dernière réaction à celle de A sur B. Exercice 5 On hydrate en présence d'acide sulfurique le 2-méthylpropène. a) Montrer que l'on peut prévoir théoriquement la formation de deux alcools. Préciser le nom et la classe de chacun d'eux. b) En réalité un seul alcool est majoritairement obtenu. Nous allons déterminer lequel. On introduit dans un tube 3,7g de cet alcool et 3,0g d'acide éthanoïque. Le tube est scellé et chauffé. Quelles sont les caractéristiques de la réaction qui se produit ? Après plusieurs jours, l'acide restant est dosé avec une solution d'hydroxyde de sodium de concentration 3 Cb =2mol/L. il faut utiliser un volume vb =23,8 cm de cette solution pour atteindre le point d'équivalence. Quel est le pourcentage d'alcool estérifié ? Quel est cet alcool ? Exercice 6 1) AH est un acide carboxylique 𝛼 chloré (l'atome du chlore est fixé sur le carbone n°2) ; sa masse est de 122,5g. a) Donner la formule brute de AH. b) La molécule AH renferme un carbone asymétrique. Nommer AH c) Donner une représentation des stéréo-isomères possibles de AH. 2) AH est obtenu à la suite d'une réaction d'hydrolyse d'un ester. Cette réaction est contrôlée par des mesures de pH du milieu à intervalles de temps réguliers. a) Comment évolue le pH du milieu en fonction du temps ? A un instant t on trouve pH=2 ,7 et la concentration en acide est Ca=3.10-2 mol/L. b) Calculer le pKa du couple acide-base auquel appartient AH. 3) L'hydrolyse de l'ester a donné l'acide AH et un composé W dont l'oxydation par le Bichromate de potassium acidifié conduit à un composé X renfermant trois atomes de carbone. X donne un test positif à la DNPH et un test négatif avec la liqueur de Fehling. Nommer X. En déduire la formule chimique et le nom de W.
