OLYMPIADES REGIONALES DE CHIMIE 2010

OLYMPIADES RÉGIONALES DE CHIMIE 2011/2012
FRANCHE-COMTE
Partie 1 (Sur 10 points) N° d’anonymat :
1/3
Rôles de l’eau en chimie organique
Données :
Formule brute
Masse molaire
( g.mol-1)
densité
TF (°C)
benzaldéhyde
C7H6O
106
1,05
- 26
hydroxyde de
potassium
KOH
56
380
éther diéthylique
C4H10O
74
0,71
alcool benzylique
C7H8O
108
1,04
-15
acide benzoïque
C7H6O2
122
122
Espèce chimique
Solubilité dans l’eau
Solubilité dans l’éther diéthylique
Benzaldéhyde
Très faible
Très grande
Acide benzoïque
Très faible sous forme acide
(pH ˂ 4), très élevée sous
forme d’ion benzoate
Faible sous forme acide, très faible
sous forme basique
Alcool benzylique
Faible
Très grande
Hydroxyde de potassium
Très grande
Très faible
En TP, vous avez effectué la réaction de Cannizzaro qui conduit, à partir d’un aldéhyde en milieu
basique, à la synthèse de l’alcool et de l’acide carboxylique correspondant.
1. La réaction de Cannizzaro nécessite de chauffer le mélange réactionnel à l’aide d’un montage à
reflux.
a. Schématiser et légender le montage à reflux
b. Pourquoi faut-il chauffer le mélange réactionnel ?
Pour accélérer la réaction
1
0,5

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Partie 1 (Sur 10 points) N° d’anonymat :
2/3
c. Quel est l’intérêt de ce type de montage ?
d. Quel est le rôle des billes de verre ajoutées dans le ballon lors du chauffage ?
2. Qu’appelle-t-on réaction de dismutation ?
3. On fait réagir 20 mL de benzaldéhyde en présence de 20 g d’hydroxyde de potassium.
a. Quel est le rôle de l’hydroxyde de potassium ?
b. Calculer les quantités de matière des réactifs introduits.
c. Quel est le réactif limitant ?
4. Après la réaction, on ajoute de l’eau dans le milieu réactionnel. On agite puis on verse le
mélange dans une ampoule à décanter. On ajoute ensuite de l’éther diéthylique.
a. Pourquoi ajoute-t-on de l’éther ?
Permet d’être en milieu basique.
Réguler l’ébullition
L’éther est le solvant permettant d’extraire l’alcool benzylique du mélange réactionnel.
Le réfrigérant permet de condenser les vapeurs de réactifs et de produits. Ces vapeurs se
liquéfient puis retombent dans le mélange réactionnel.
Pas de perte de matière, meilleur rendement.
Si C7H6O réactif limitant : xmax = ½ * 0,20 = 0,10 mol
Si HO- réactif limitant : xmax = 0,36 mol.
Donc xmax = 0,10 mol et le benzaldéhyde est le réactif limitant.
Réaction d’oxydoréduction au cours de laquelle une espèce chimique réagit avec elle-même,
l’une jouant le rôle d’oxydant et l’autre, le rôle de réducteur.
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
m(KOH) 20
ni(HO-) = ni(KOH) = = = 3,6x10-1 mol
M(KOH) 56
d x V 1.05 x 20
ni(C7H6O) = = = 2,0x10-1 mol
M(C7H6O) 106

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Partie 1 (Sur 10 points) N° d’anonymat :
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b. Schématiser l’ampoule à décanter et préciser en détail son contenu.
c. Justifier la position relative des deux phases.
5. Dans les synthèses organiques, le sulfate de magnésium anhydre est souvent utilisé. Quel
est son rôle ?
6. L’acide benzoïque solide, obtenu en fin de synthèse par ajout d’acide chlorhydrique, est
récupéré par filtration sous vide.
a. Donner l’autre nom de ce type de filtration ?
b. Quel est l’avantage d’une filtration sous vide par rapport à une filtration
classique ?
c. Pourquoi faut-il « laver » le solide lors de l’essorage ?
7. Après obtention de l’acide benzoïque, on effectue une recristallisation.
Quel est le rôle de la recristallisation ?
Schéma correct de l’ampoule à décanter
Présence des deux phases :
- Phase supérieure : organique : éther + alcool benzylique
- Phase inférieure : aqueuse : eau + ions benzoate, potassium et hydroxyde
L’éther est moins dense que l’eau donc il constitue la phase supérieure.
Il est utilisé pour sécher, enlever les traces d’eau de la phase organique.
Plus rapide, plus efficace
Filtration sur Büchner
Purifier le solide obtenu
Pour enlever les traces d ‘acide.
0,5
1
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5