chap3-composes_orga_oxygenes_partie_2_tsbc

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TSBC Cours chimie
Chap3 : LES COMPOSES ORGANIQUES OXYGENES 2ème partie : propriétés chimiques
VII. Propriétés chimiques
1. Aldéhydes et cétones
Les aldéhydes et cétones possèdent le groupe carbonyle en commun, ce qui leur confère des propriétés chimiques communes.
Cependant, la présence d’un atome H lié au groupe carbonyle dans les aldéhydes donne lieu à des propriétés spécifiques,
caractéristiques des aldéhydes.
a) Réaction commune : test à la 2,4-DNPH
Versons quelques gouttes d’un composé organique oxygéné dans un tube à essai contenant une solution de 2,4 Di-Nitro-Phényl-
Hydrazine.
Composé :
Observations :
Conclusion :
Un test positif à la 2,4 DNPH permet de caractériser les fonctions………………………………………………………………...
On obtient alors un ………………………………………………………
b) Réactions propres aux aldéhydes
Définitions :
 L’oxydation des aldéhydes est assez facile et peut se réaliser sans modifier la chaine carbonée : on dit que l’oxydation est
………………………………….
 L’oxydation des cétones est difficile et provoque la rupture de la chaine carbonée : on dit que l’oxydation est
………………………………….
b.1 Caractère réducteur des aldéhydes
Calculer les nombres d’oxydation de l’élément C dans le
méthanal et l’acide méthanoïque puis compléter les trous :
Les …………….………..… s’oxydent facilement en
……………………………….. lorsque le milieu est acide ou
en ion ……………………… lorsque le milieu est basique.
Les ………………………résistent à l’oxydation ménagée.
(1) éthanol
(2) éthanal
(3) propanone
(4) Ac. éthanoïque
2,4-DNPH
..........................
..........................

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Compléter le tableau :
milieu
Milieu acide
Milieu basique
Couple oxydant / réducteur
½ équations électroniques :
b.2 Test au réactif de Tollens (R.T)
 Préparation du R.T :
Le R.T est une solution contenant les « ions argent complexés en
solution ammoniacale ». Wassisdas ?
Un complexe est un édifice polyatomique constitué d'un ou de
plusieurs cations (ici Ag+) entouré de plusieurs ligands qui sont
des molécules ou des ions (ici molécules NH3) qui délocalisent
une partie de leur densité électronique sur le cation, formant
ainsi de véritables liaisons chimiques avec celui-ci.
 Test caractéristique :
Mélangeons un peu d’éthanal et de R.T dans un tube à essai et
chauffons le tout au bain-marie pendant quelques minutes.
Au bout d’un certain temps,
nous observons un
………………………….
…………………………..
sur les parois du tube.
 Interprétation : Exo11 :
équilibrer les ½ équations
électroniques et trouver
l’équation bilan du test.
Bilan : ………………………………………………………………………………………………
Rem : http://fr.wikipedia.org/wiki/Miroir :
« Les miroirs d'abord utilisés étaient très probablement
des plans d'eau sombre et calme, ou de l'eau recueillie
dans un récipient (…). Les premiers miroirs fabriqués
étaient des morceaux de pierre polie comme
l'obsidienne, un verre volcanique naturel : les exemples
les plus anciens d'obsidienne trouvés en Anatolie sont
datés d'environ 6000 av. JC. Des miroirs plus
réfléchissants en surface métallique polie furent ensuite
conçus : miroirs en cuivre poli datés en Mésopotamie à
partir de 4000 av. JC et dans l’Égypte ancienne aux
environs de 3000 ans avant JC ; miroirs en bronze poli
fabriqués en Chine à partir de 2000 ans avant J.-C.2. »
Miroir égyptien
en bronze, 1200
ans av. JC
« L'invention du miroir argenté
en verre est créditée au chimiste
allemand Justus von Liebig en
1835 : l'amalgame d'étain-
mercure étant toxique, il le
remplaça par le dépôt d'une fine
couche d'argent métallique sur
le verre grâce à la réduction
chimique du nitrate d'argent
(avec du glucose). Ce processus
d'argenture a permis la
fabrication en masse des
miroirs et a rendu leurs prix
abordables. »
Nitrate d’argent
(Ag+, NO3-)
Ammoniaque
NH3
R.T contenant les ions
[Ag(NH3)2]+
= Ag+ « complexés »
R.T + éthanal
Bain-marie 
60°C
………………….
[Ag(NH3)2]+ + ……….
………. + 2 NH3
………………….
CH3 – CHO + …………
………………... + 2 H2O + ……
………………….

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b.3 Test à la liqueur de Fehling (L.F)
 Préparation de la L.F :
La L.F contient des ions cuivre (II) complexés par les ions
tartrate en milieu basique. Les ions tartrate permettent de
maintenir en solution les ions cuivre (II) à un pH auquel ils
seraient précipités sous forme d'hydroxyde Cu(OH)2 s'ils
n'étaient complexés.
Formule des ions tartrate :
on les notera T2-
Formule des ions Cu2+
« complexés ». on les
notera [CuT2]2-
 Test caractéristique :
Ajoutons de la solution à tester : éthanol
(1) ou éthanal (2) ou propanone (3) ou
ac. éthanoïque (4) dans un tube à essais
contenant de la L.F. Chauffons le tout au
bec bunsen.
Au bout d’un certain temps, nous
observons un ………………………….
………………………….. de formule
Cu2O seulement dans le tube n° ……
 Interprétation : Exo12 : équilibrer les ½ équations électroniques et trouver l’équation bilan du test.
Bilan : ………………………………………………………………………………………………
b.4 Test rapide au réactif de Schiff (R.S)
 Présentation du R.S :
Le R.S est une solution de fuschine décolorée par le dioxyde de
soufre.
 Test caractéristique :
Ajoutons de la solution à tester : éthanal (1) ou propanone (2) dans un
tube à essais contenant du R.S et placé dans de l’eau glacée.
Nous observons une …………………………………….. instantanée
dans le tube n° ………. mais le R.S reste ……………………. dans le
tube n° ………
Sulfate de cuivre
(Cu2+, SO42-)
Ions tartrate
notés T2-
L.F contenant les ions
[CuT2]2-
= Cu2+ « complexés »
….[CuT2]2- + ………………….
Cu2O + …………. + 4 T2-
………………….
CH3 – CHO + …………
………………... + 2 H2O + ……
………………….
tubes n°
………
tube n°
………
Réactif de
Schiff
Eau + glace
Ethanal (1) ou
propanone (2)

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Conclusion :
Un test positif à la liqueur de Fehling (précipité ……………………………………….), au réactif de Tollens (dépôt ………….
…………………………….) et au réactif de Schiff (coloration ……………………………………) permet de caractériser la
fonction………………………………
2. Alcools
a) Obtention et utilisations :
Les alcools peuvent être produits par fermentation alcoolique, notamment le méthanol à partir du bois et l'éthanol à partir des fruits et
des céréales. L'industrie n'y a recours que dans le cas de l'éthanol pour produire du combustible et des boissons. Dans les autres cas,
les alcools sont synthétisés à partir des composés organiques tirés du gaz naturel ou du pétrole notamment par hydratation des alcènes.
Les alcools sont des composés organiques importants qui sont utilisés soit directement, soit pour la synthèse d’autres composés (ex :
polyuréthanes, esters, alcènes…)
Ex d’utilisation directe (autre que celle des boissons alcoolisées):
 solvants : l'éthanol, peu toxique, est utilisé dans les parfums et les médicaments
 combustibles : le méthanol et l'éthanol peuvent remplacer l'essence et le fioul car leur combustion ne produit pas de fumées
toxiques
 antigels : la basse température de solidification de certains alcools comme le méthanol et l'éthylène glycol en font de bons
antigels
a.1 Le méthanol
Obtention :
Constituant principal
Conditions exp
Conditions exp
Charbon
Gaz naturel
……………………
…………………….
CO + 2 H2
Méthanol
CH3OH
 Utilisations directes : solvant, antigel (lave-vitre), additif carburant, pile à combustible (couple redox CO2 / CH3OH)
Trouver la ½ équation électronique du couple et calculer les no du C : ………………………………………………………
 Intermédiaire de synthèse du méthanal, acide éthanoïque… biodiesel, matières plastiques, peintures, explosifs, tissus…
a.2 L’éthanol
Obtention 1 :
Hydratation de l’éthylène
Conditions exp
Pétrole
CH2 ═ CH2 + H2O
éthanol
CH3CH2OH
Obtention 2 :
Fermentation des sucres
Conditions exp
Céréales (amidon) : blé, maïs…
Plantes sucrières (glucose) : betterave,
canne à sucre…
glucose
C6H12O6
éthanol
…… CH3CH2OH + …………
Exo13 : un peu de culture… (compléter les trous)
raisin  ………………….. et Armagnac, Cognac, ……………………..  vodka riz  …………………..
orge  …………….. « ale » et whisky …………………..  bière « blanche » et whisky ……………..  poiré
canne à sucre  …………………….. miel  ………………….. pomme  ……………….….. et calvados
 Utilisations directes : boissons alcoolisées, solvant, désinfectant (« alcool à 90° »), carburant domestique (« alcool à brûler »),
carburant « classique » E10 (= 10% d’éthanol) et « biocarburant » E85 (= 85% de « bioéthanol » + 15% d’essence)
 Intermédiaire de synthèse de l’éthanal, de l’acide éthanoïque…
+ H2O
T°
Cata ZnO
T = 250°C
P = 50 bars
Cata
T = 300°C
P = 70 bars
T  35°C
Cata = enzyme
(levure)
Hydrolyse
amidon
Utilisation
directe
amidon

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b) Caractère faiblement acide des alcools :
 Mode opératoire : plaçons un morceau de sodium
solide sur du papier filtre et plaçons le tout dans un
bécher contenant de l’éthanol pur auquel on a ajouté
quelques gouttes de phénolphtaléine.
 Observations : une ………………………………
apparaît autour du sodium et la solution contenue dans
le bécher se colore en ……………………………... :
elle est donc devenue fortement ………………………
Une réaction rédox s’est produit entre l’éthanol CH3CH2 – OH et le métal alcalin sodium Na.
Les deux couples oxydant / réducteur sont : CH3CH2 – OH / H2 et Na+ / Na.
Exo14 : Compléter les ½ équation électroniques : …. CH3CH2 – OH + ………  H2 + .…. CH3CH2 – O- et Na  Na+ + ….....
En déduire l’équation bilan : ………………………………………………………………..
Rem : la coloration de la solution provient de l’apparition de l’ion éthanolate CH3CH2 – O- qui est une base forte (plus forte que HO-) ;
son acide conjugué est donc l’éthanolqui est un acide très faible.
Vidéos : http://www.youtube.com/watch?v=Haw5N_H2ECs&feature=related et http://www.youtube.com/watch?v=GhvnYc_FDDI
c) Déshydratation des alcools :
c.1 Déshydratation intramoléculaire (même molécule)
Cette réaction a lieu à haute température (T = 400°C) avec
l’intervention d’un catalyseur (alumine).
Ex : CH3 – CH2 – OH  ………………….…….. + H2O
Conclusion :
Alcool ………………….. + H2O Alcène + H2O
Rem : si le catalyseur est de la poudre de cuivre, on obtient
l’éthanal et plus l’éthylène : le catalyseur est sélectif.
Exo15 : La décoloration de la solution de dibrome est la preuve de formation d’un : ovni / alcane / alcène / alligator
Ex : CH2 ═ CH2 + Br2 …………………………… : c’est une réaction pourrie / de substitution / de multiplication / d’addition
c.2 Déshydratation intermoléculaire (2 molécules différentes)
Ex : CH3 – CH2 – OH + CH3 – CH2 – OH  …………………………….…….. + H2O
Alcool 1
Alcool 2
Ether-oxyde
eau
éthanol
éthanol
Ethoxy-éthane = « éther »
eau
Rem : nom des éther-oxydes : il est en 2 parties : ALKOXY + ……………. ANE ou OXYDE de ….. YLE et de …. YLE
Exo16 : compléter le tableau :
CH3 – O – CH2 – CH3
Méthoxy-éthane
Oxyde de méthyle et d’éthyle
Oxyde de diméthyle
Méthoxy 2-chloropropane
Méthoxy-éthylène
Ne pas faire
1-éthoxy-prop-1-ène
Ne pas faire
3-éthoxy-prop-1-ène
Ne pas faire
Sodium
Papier
filtre
Ethanol +
phénol-
phtaléine
T° + cata