EXOS CHAPITRE 9 (Spectroscopie IR) n°3-4-

EXOS CHAPITRE 9 (Spectroscopie IR)
n°3-4--5 page 122
3. a. C
5
H
10
b. C
6
H
12
O
2
c. C
6
H
12
O
2
d. C
5
H
11
NO
4. a. et b.
c. a est un alcène, b un ester, c un acide carboxylique et d un amide.
5. a est le 2-méthylbut-2-ène b est le 2-méthylbutanoate de méthyle
c est l'acide 2-éthylbutanoïque d est le 2-méthylbutanamide
n°6 page 122
6. a. 4-méthylhexan-3-ol : b. 3-éthyl-2,3-diméthylheptanal
c. 3,3,4-triméthylpentan-2-one : d. 2-méthylpropan-2-amine :
e. 2-éthylpentanoate de butyle :
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a. La large bande de très forte absorption aux alentours de 3 350 cm
-1
correspond à la liaison O-H du groupe hydroxyle.
On observe par ailleurs la bande fine de moyenne absorption associée à la même liaison aux alentours de 3 600 cm
-1
.
b. On n'observe plus que la bande fine de moyenne absorption au voisinage de 3 600 cm
-1
, la large bande de très forte
absorption a "disparu". C'est parce que cette bande est liée à la présence de liaisons hydrogène présentes en solution, mais
pas en phase gazeuse.
n°16 page126
16. a.
b. -OH est le groupe hydroxyle.
c. Cette molécule appartient à la classe fonctionnelle des amides.
ATTENTION : ce n’est pas un alcool car le groupe OH n’est pas lié à un carbone tétraédrique (4 liaisons simples)
d. Non, le paracétamol n’absorbe que des radiations du domaine de l’UV. La solution n’apparaît donc pas colorée.
e. La bande à 3 600 cm
–1
correspond à la liaison O-H, celle à 3 400 cm
–1
à la liaison N-H, celle à 3 000 cm
–1
aux liaisons
C-H, celle à 1 750 cm
–1
à la liaison C=O et enfin celle à 1 500 cm
–1
aux liaisons C=C.
f. En phase condensée, il apparaîtra une bande très large et de forte absorption centrée aux alentours de 3 300 cm
–1
,
correspondant aux liaisons hydrogène impliquant à la fois des liaisons N-H et des liaisons O-H entre différentes
molécules présentes en solution.
n°21 page 127
21. a. Ces deux molécules possèdent un groupe carbonyle. Elles font par ailleurs partie de la classe fonctionnelle des
aldéhydes et à celle des alcènes.
b. Dans le but-2-énal, les deux doubles liaisons C=C et C=O sont conjuguées :
c. D'après les tables : a correspond aux liaisons C-H ; b correspond à la liaison C=O ; c correspond à la liaison C=C.
d. La conjugaison des doubles liaisons déplace les nombres d'onde du minimum des bandes d'absorption vers de plus
faibles valeurs. Il s'agit du même effet bathochrome que celui observé en spectrophotométrie UV-visible (cf. exercice 20).
n°24 page 128
24. 1. a.
Tout comme les alcools, il existe des amines primaires (une seule chaîne carbonée liée à l'atome d'azote), secondaires
(deux chaîne carbonées liées à l'atome d'azote) et tertiaires (trois chaîne carbonées liées à l'atome d'azote).
b. A est une amine tertiaire, B une amine primaire et C une amine secondaire.
c. Il s'agit de la 3-méthylbutan-1-amine.
d. A est la N,N-diéthyléthanamine : C est la N-méthyl-2-méthylpropan-1-amine :
2. a. Dans le spectre 1, on ne discerne aucune bande d'absorption au delà de 3 000 cm
-1
.
Dans le spectre 2, on discerne une bande double entre 3 300 et 3 400 cm
-1
.
Dans le spectre 3, on discerne une simple bande large centrée autour de 3 300 cm
-1
.
b. Vers 2 800 - 3 0000 cm
-1
c’est la liaison C-H donc pour les spectres 2 et 3, les bandes observées correspondent aux
liaisons N-H.
c. La seule amine qui ne possède pas de liaison N-H est l'amine tertiaire (A), dont le spectre est le spectre 1.
d. Pour une amine primaire, il existe deux modes de vibration, donc deux énergies différentes, donc deux nombres d'onde
différents pour l'absorption. On n'a pas une seule, mais deux bandes d'absorption très proches pour une amine primaire,
contenant le groupe amino-NH
2
.
e. Le spectre 2 contient une double bande au voisinage de 3 300 cm
-1
: il s'agit du spectre de l'amine primaire (B). Le
spectre de l'amine secondaire (C) est donc le spectre 3.
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Formules topologiques des différents "candidats":
n°1 : éthanoate de propyle n°2 : 3-méthylpentan-3-ol
n°3 : 2,2-diméthylpropanamide n°4 : pentanal
On identifie sur le spectre une bande (double) de forte absorption aux alentours de 1 650 cm
-1
. Il s'agit donc a priori de la
bande d'absorption d'une liaison C=O, ce qui exclut l'alcool (n°2). Mais d'après les tables, le nombre d'onde ne peut pas
correspondre à la liaison C=O d'un aldéhyde (n°4) ou d'un ester (n°1), puisqu'il serait alors compris entre 1 720 et 1 750
cm
-1
. Il s'agit donc de l'amide (n°3).
Et on repère deux bandes larges et intenses pour 3 200 cm
-1
et 3 400 cm
-1
qui correspondent à l'absorption des liaisons N-
H d'un amide qui possède le groupe fonctionnel -C(=O)NH
2
(cf. exercice 24).