OXYDATION DES COMPOSES ORGANIQUES

ChapitreV.: OXYDATION DES COMPOSES ORGANIQUES
• La formule générale d’un alcool est : R―OH
O
─
C
―R groupe alkyle ; ―OH groupe hydroxyle
Le groupe caractéristique carbonyle : se retrouve
- dans les aldéhydes de formule générale :
- et dans les cétones de formule générale :
R─C─H
O
R─C─R'
O
• La formule générale d’un acide carboxylique :
OH
─
C
O
R
• Le produit de l’oxydation d’un alcool dépend de la classe de l’alcool :
R―CH2OH → R―CHO → R―COOH
alcool primaire aldéhyde acide carboxylique
R―CHOH―R’ → R―CO―R’
alcool secondaire cétone
R'
│
R─ C ─ R'' → pas de réaction
│
OH
Alcool tertiaire
• L’oxydation des composés organiques est une source d’énergie dans les processus
biologiques

Chapitre V : Oxydation des composés organiques
1 Bordas 36 p 247
Glycémie
1. Le glucose CH2OH─ (CHOH)4─ CHO est un sucre réducteur. Pourquoi ?
2. On peut doser quantitativement ce sucre par la liqueur de Fehling. Ecrire l’équation bilan
de la réaction (il se forme de l’acide gluconique : CH2OH─ (CHOH)4─ COOH.
3. On appelle taux de glycémie la masse de glucose par litre de sang. Chez l’homme, ce taux
doit être inférieur ou égal à 1,0 g.L-1. Quelle serait la masse d’oxyde de cuivre (I) obtenue
en partant de 5,0 Machiavel d’un plasma sanguin contenant ce taux limite de 1 g.-1
Données : masses molaires en g.mol-1 M(C) = 12 ; M(O) = 16 ; M(H) = 1 ; M(Cu) = 63,5
_________________________________
1. Le glucose est réducteur donc peut être oxydé car il contient un groupement fonctionnel
aldéhyde ─ CHO qui peut être oxydé en groupe acide
2. On écrit les demi-équations :
Oxydation de l’aldéhyde
CH2OH─ (CHOH)4 ─ CHO + 2 OH-
- → CH2OH─ (CHOH)4─ COOH + H2O + 2e-
Réduction de la liqueur de Fehling :
2e- + 2 Cu2+ + 2 OH- → Cu2O + H2O
Bilan
CH2OH─ (CHOH)4 ─ CHO +2 Cu2+ + 4 OH- → CH2OH─ (CHOH)4─ COOH + Cu2O +
2H2O
3. Dans l’équation bilan on remarque que 1 mol de glucose donne 1 mol d’oxyde de cuivre
(I).
De même n mol de glucose donne n mol d’oxyde de cuivre
(I).
- On cherche n le nombre de mol de glucose contenu dans le volume V au taux t (en g.L-1)
1
M
t.V
n= (M1, masse molaire du glucose de formule brute C6H12O6):
- La masse d’oxyde obtenu est m = n.M2 ( M2, masse molaire de l’oxyde de cuivre Cu2O)
2
1
M.
M
t.V
m= avec les unités
)g(m,M,M
)L.g(t
)L(V
21
1−
Numériquement :
V = 5 mL = 5,0x10-3 L ; t = 1 g.L-1, ; M1 = 6x12 + 6x16 + 12x1, M1 = 180 g.mol-1 ;
M2 = 2x63,5 + 16, M2 = 143 g.mol-1
143.
180
1x10.0,5
m
3−
= m = 4,0.10-3 g
2

Chapitre V : Oxydation des composés organiques
2 Ex Didier 16 p 249
Rendement d’une réaction
Industriellement, 2,2 tonnes d’éthanal sont nécessaires à la fabrication de 2,0 tonnes
d’acide éthanoïque.
1. Ecrire l’équation-bilan de la réaction de préparation.
2. Quel est le rendement de cette réaction ?
_____________________________
1. Equation-bilan CH3 CHO + →
2
O
2
1 CH3 COOH
2. La réaction complète donnerait 1 mole d’acide pour 1 mole d’éthanal introduit. Le
rendement de la réaction incomplète est égal au rapport nA du nombre de moles d’acide
obtenu à nE nombre de moles d’éthanal introduit:
E
A
n
n
Rd =
A
A
A
E
E
EM
m
n;
M
m
n== où mE et mA sont les masses d’éthanal introduites et d’acide
éthanoïque obtenu et ME et MA. les masses molaires.
D’où
A
E
E
A
E
E
A
A
E
A
M
M
.
m
m
m
M
.
M
m
n
n
Rd ===
A
E
E
A
M
M
.
m
m
Rd =
où mE et mA sont exprimées en tonnes,
masses molaires en g.mol-1:
- éthanal : ME = 2 M(C) + 4 M(H) + M(O) = 24 + 4 + 16 ME = 44
- acide éthanoïque : MA = 2 M(C) + 4 M(H) + 2 M(O) = 24 + 4 + 32 MA = 60
Numériquement : 60
44
.
2,2
0,2
Rd = Le rendement de la réaction est Rd = 0,67
3

Chapitre V : Oxydation des composés organiques
3 Ex Didier 17 p 249
Identification d’un composé carbonylé
1. L’analyse d’un composé carbonylé A montre qu’il contient en masse 11,6 %
d’hydrogène. Montrer que cette seule donnée permet de trouver la formule brute
de A.
2. Le composé A a été obtenu par oxydation catalytique des vapeurs d’un alcool B.
D’autre part, par réaction avec une solution acidifiée de permanganate de
potassium, A donne un acide carboxylique C.
3. Déduire de ces informations les formules semi-développées et les noms des
composés A, B et C
_______________________________
1. La formule brute d’un composé carbonylé est de la forme CnH2nO. Sa
masse molaire en g.mol-1est M = 12n + 2n + 16 = 14n + 16. La masse
d’hydrogène est proportionnelle à la masse totale de l’échantillon. On
peut donc écrire
100
6,11
16n14
n2 =
+
La solution de cette équation est n = 4 .
La formule brute du composé carbonylé est C4H8O
2. L’oxydation catalytique d’un alcool B donne un aldéhyde si l’alcool est
primaire, une cétone si l’alcool est secondaire.
Les composés carbonylés oxydés par une solution acidifiée de permanganate de
potassium sont des aldéhydes. Ils donnent des acides carboxyliques
Conclusion : A est un aldéhyde ; B est alcool primaire ; C est un acide carboxylique
Formules et noms : A : C3H7 CHO butanal
B : C3H7 CH2OH butan-1-ol
C : C3H7 COOH acide butanoïque
4

Chapitre V : Oxydation des composés organiques
4 Didier 18 p 249
Identification d’un alcool
Un compose organique A renferme en masse 26,7 % d’oxygène, Il peut être obtenu
par hydratation d’un alcène.
1. Quelle est la fonction chimique de A ?
2. Déterminer sa formule, brute et écrire les formules semi-développées possibles
pour A. Nommer les isomères correspondants ;
3. L’oxydation de A par une solution acidifiée de permanganate de potassium,
conduit à un composé B. Ce dernier donne un précipité jaune avec la 2,4-DNPH
mais reste sans action sur la liqueur de Fehling.
En déduire la formule semi-développée et le nom de B, puis de A puis de l’alcène de
départ.
____________________________
1. Le composé organique oxygéné qui peut être obtenu par hydratation d’un alcène
est un alcool de formule générale CnH2n+2O. Sa masse molaire est :
MA = 12n + 2n +2 + 16 MA = 14n + 18.
2. La masse d’oxygène contenue dans un échantillon d’alcool est proportionnelle à la
masse de cet échantillon :
100
7,26
18n14
16 =
+ d’où l’on tire ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−= 18
7,26
1600
14
1
n soit n = 3
Sa formule brute est C3H8O.
Formules semi-développées possibles : CH3―CH2―CH2OH propan-1-ol
CH3 ―CHOH― CH3 propan-2-ol
3. Le composé B obtenu par oxydation ménagée sensible à la 2,4-DNPH, mais non à
la liqueur de Fehling est une cétone. L’alcool A est donc un alcool secondaire.
Conclusion : A : CH3 ―CHOH―CH3 propan-2-ol
B : CH3 ―CO ―CH3 propan-2-one ou acétone
Alcène de départ : CH3 ―CH =CH2 propène
Remarque : Règle de Markownikoff (1870)
Lors de l’hydratation d’un alcène, le groupe ⎯–OH se fixe préférentiellement sur
l’atome de carbone le plus substitué. L’hydratation conduit à l’alcool de la classe la
plus élevée.
C’est pourquoi ici par hydratation du propène, on obtient le propan-2-ol et non le
propan-1-ol
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