LYCEE ZAHROUNI-TUNISSCIENCES PHYSIQUES 3ème année Détermination de la formule brute d’un composé organique Exercice:1 On réalise la combustion complète, d’un échantillon de masse m=3,2g d’un composé (A) ne renfermant que le carbone, l’hydrogène et l’oxygène. Après réaction, une analyse quantitative montre qu’il se forme du dioxyde de carbone de masse m1= 4,4g et de la vapeur d’eau de masse m2=3,6g. 1°/a- Calculer la masse mC de carbone dans l’échantillon brûlé. On donne : M(O) = 16g .mol-1 ; M(C) = 12g.mol-1. b- En déduire le pourcentage pC de carbone dans le composé (A). 2°/a- Calculer la masse mH de l’hydrogène dans l’échantillon brûlé. On donne : M(H) =1g.mol-1 b- En déduire le pourcentage pH d’hydrogène dans le composé (A). 3°/a- Calculer la masse m0 d’oxygène contenu dans l’échantillon brulé. b- En déduire le pourcentage pO d’oxygène dans le composé (A). 4°/ a- La masse volumique de l’air est =1,21g.L-1. Calculer la masse molaire M de l’air sachant que le volume molaire des gaz est Vm= 24L.mol-1. b- La densité par rapport à l’air de la vapeur du composé (A) est d=1,1. En déduire la valeur de la masse molaire M’ du composé (A). 5°/ a- Déterminer la formule brute du composé (A) b- Ecrire la formule développée du composée (A). Exercice :2 L’analyse élémentaire d’un composé organique (A) formé seulement de carbone, d’hydrogène et d’oxygène a montré qu’il contient 60 % en masse de carbone et 13,3 % d’hydrogène. La masse molaire de ce composé est M = 60 g.mol-1. 1°/Déterminer la formule brute de la substance (A).On donne : M(C) = 12 g.mol-1;M(O) = 16 g.mol-1 ; M(H) = 1g.mol-1 2°/On réalise la combustion complète d’un échantillon du composé (A) de masse m = 1,2 g. a-Ecrire l’équation de la réaction. b-Calculer la masse mc de carbone et mH d’hydrogène dans cet échantillon. c- En déduire la masse m’ d’eau et le volume V de dioxyde de carbone obtenus quand la réaction est terminée. On donne : dans les conditions de l’expérience, le volume molaire des gaz est Vm = 24 L.mol-1. 3°/a-Ecrire les formules semi développées possibles du composé (A). b-Préciser parmi ces formules semi-développées, celles qui correspondent à des isomères de position. Exercice :3 On réalise la combustion complète, d’un échantillon de volume V = 1L d’un hydrocarbure saturé gazeux (A) à n atomes de carbone. A la fin de la réaction, il se forme de dioxyde de carbone de volume V1 et de la vapeur d’eau de volume V2 tel que Error! = Error! 1°/Ecrire la formule brute générale de l’hydrocarbure (A). 2°/Ecrire l’équation de la combustion qui se produit. 3°/Déterminer la formule brute de l’hydrocarbure (A). 4°/Ecrire la formule développée du composé (A) 5°/Déterminer les valeurs des volumes V1et V2. Exercice :4 La combustion dans le dioxygène d’un échantillon de masse m =2,3g d’un composé organique (A), nécessite une quantité de dioxygène de volume v1 =3,36L et fournit de dioxyde de carbone de volume v2=2,24L et de la vapeur d’eau. 1°/a) Calculer la quantité de matière n de l’échantillon consommé. On donne : la masse molaire de (A) est M= 46g.mol 1 . b- Calculer la quantité de matière n1 de dioxygène consommé. On donne : le volume molaire des gaz dans les conditions de l’expérience est égal à 22,4 L.mol-1. c) Calculer la quantité de matière n2 de dioxyde de carbone formé. 2°/La formule brute du composé (A) est de type CxHyOz avec x, y et z sont des entiers naturels non nuls. Montrer que l’équation de la réaction qui se produit s’écrit : y 4 z 2 CxHyOz + (x + ) O2 ; x CO2 + y H2O. 2 3°/a- Ecrire une relation entre n2, n et x. b- Déduire la valeur de x. 4°/a- Ecrire une relation entre n1, n2, x, y et z. b- Déduire une relation entre z et y. 5°/a- Ecrire une autre relation entre z et y. On donne : M(H) = 1g.mol-1 ; M(C) = 12g.mol-1 ; M(O) =16g.mol-1 b- Calculer les valeurs de z et y. 6°/Ecrire la formule brute du composé (A). Exercice :5 L’aspirine constituée seulement de carbone, d’hydrogène et d’oxygène est un acide symbolisé par AH. On prépare une solution aqueuse (Sa) d’aspirine en dissolvant dans de solution de volume V = 0,5L, une quantité de masse m =1g de cet acide. On dose un échantillon de volume V a =10mL de la solution (Sa) de, par une solution (Sb) d’hydroxyde de sodium Na OH de concentration Cb= 0,01mol.L-1.La réaction chimique totale et rapide qui se produit au cours de ce dosage est représentée par l’équation : AH + Na+ + OH- ; A- + Na+ + H2O 1°/L’équivalence acido-basique est obtenue pour le volume Vb =11,1mL de la solution (Sb). En déduire la valeur de la concentration molaire Ca de la solution (Sa). 2°/Déterminer la valeur de la masse molaire M de l’aspirine. 3°/Une analyse quantitative de l’aspirine a donné les résultats suivants : Pourcentage massique en carbone est PC = 60 °/° le pourcentage massique en hydrogène est PH = 4,5 °/°; le pourcentage massique en oxygène est PO = 35,5°/° . Déterminer la formule brute de l’aspirine.