CORRIGE

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Devoir maison
n° 2
CHIMIE
A remettre
semaine 8
Jeudi 5 novembre
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CORRIGE
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Exercice 1 : préparation du dibrome in situ
Cette$partie$s’intéresse$aux$caractéristiques$thermodynamique$et$cinétique$d’une$réaction$
permettant$ la$ synthèse$ de$ dibrome$ en$ laboratoire.$ Le$ dibrome$ peut$ ainsi$ être$ synthétisé$
juste$avant$d’être$utilisé,$ce$qui$évite$la$conservation$risquée$de$flacons$de$dibrome.$
$
Le$ dibrome$ peut$ être$ synthétisé$ en$ laboratoire$ en$ faisant$ réagir$ du$ bromate$ de$ sodium$
(NaBrO3)$et$du$bromure$de$sodium$(NaBr).$L’équation$de$la$réaction$est$la$suivante!#!
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!L’étude$cinétique$de$la$réaction$(!)$montre$que$la$réaction$admet$un$ordre$visGàGvis$
de$ chacun$ des$ réactifs.$ On$ se$ propose$ de$ déterminer$ les$ ordres$ partiels$ de$ réaction$ ainsi$
que$la$constante$de$vitesse.$
On$ notera$ respectivement$ a,$ b$ et$ c$ les$ ordres$ partiels$ des$ espèces$ BrO3G(aq),$ BrG(aq)$ et$
H3O+,$ et$ k$ la$ constante$ de$ vitesse$ de$ la$ réaction.$ On$ considérera$ que$ les$ ordres$ restent$
inchangés$tout$au$long$de$la$réaction.$
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Une$ première$ expérience$ est$ réalisée$ à$ 0°C$ à$ partir$ des$ concentrations$ initiales$
suivantes$:$J$%&'GKL!1!"FLG"L('!A>4GM("$;$$J$%(KL!1!"FNG!"L("!A>4GM("!;$J0'&-KL!1!"FLG!"L("!A>4GM("$
L’évolution$ de$ la$ concentration$ en$ ions$ BrO3G$(que$ l’on$ notera$ C$ par$ commodité)$ en$
fonction$du$temps$est$représentée$sur$la$#$%&'()*.$
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Plusieurs$autres$expériences$ont$été$réalisées$à$0°C$pour$une$même$concentration$initiale$
en$ ions$ bromate$ [BrO3G]0$=$ 1,0.10G3$mol.LG1!et$ pour$ des$ concentrations$ variables$ en$ ions$
bromure$ et$ oxonium.$ Dans$ chaque$ expérience,$ la$ vitesse$ initiale$ a$ été$ déterminée.$ Les$
résultats$sont$rassemblés$dans$le$tableau$suivant$:$
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Exercice 2 : décoloration de la
phénolphtaléine
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Exercice 3 : dernière étape d’une synthèse
magnésienne, retour au laboratoire…
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Dans le schéma synthétique ci-dessous, on souhaite préparer du triphénylméthanol (représenté ci-
dessous) par une synthèse magnésienne (le magnésium, métal) selon la séquence suivante :
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IV -Quatrième étape : extraction, purification et
caractérisation du triphénylméthanol
! Transvaser dans une ampoule à décanter et récupérer les phases aqueuse et organique dans
deux erlenmeyers différents.
! Extraire la phase aqueuse par deux fois 10 mL d’éther et regrouper les phases organiques.
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! Laver la phase organique avec successivement.
3) Le lavage de la phase organique a pour but d’extraire des traces de composés qui sont
restés dans la phase dite d’intérêt : il peut s’agir de traces d’ions, par exemple, de
composés indésirables qui passent alors en phase aqueuse.
! Sécher la phase organique et filtrer dans un ballon adapté à l’évaporateur rotatif.
4) On sèche une phase organique en utilisant un réactif desséchant anhydre, par exemple
le sulfate de magnésium anhydre : il fixe les molécules d’eau et vient se plaquer au
fond de l’erlenmeyer. La quantité versée est suffisante lorsque l’on voit des cristaux
virevolter librement dans la phase organique.
MgSO4 anhydre peut par exemple fixer 7 molécules :
MgSO4 anhydre + 7 H2O = MgSO4,7H2O
! Evaporer le solvant. Récupérer le solide brut.
5) On évapore le solvant en effectuant une distillation simple, sous pression réduite :
l’appareil utilisé est l’évaporateur rotatif.
! Chercher dans le Handbook le point de fusion du triphénylméthanol pur.
! Mesurer le point de fusion du produit brut.
6) On utilise banc Köfler, qu’il faut préalablement étalonné avant toute utilisation.
! Recristalliser dans de l’éthanol à 95%.
7) Le but d’une recristallisation est de purifier un solide. Pour cela, on utilise un solvant
dans lequel ce solide doit être insoluble à froid, mais soluble à chaud. Les impuretés
doivent elles être solubles à froid dans le solvant, et à chaud. Celles qui ne sont pas
solubles à chaud seront éliminées par une filtration à chaud.
A froid, le solide d’intérêt recristallise sans les impuretés, qui, en faibles quantités, restent
dans le solvant. Une filtration sur Büchner permet d’isoler le produit recristallisé et
purifié.
! Sécher à l’étuve, peser et prendre le point de fusion.
! Test qualitatif : dans un tube à essais contenant 1 mL d’acide sulfurique concentré, ajouter
quelques cristaux de triphénylméthanol. La coloration orange obtenue révèle la formation du
carbocation (C6H5)3C+.
! Obtenir le spectre infra-rouge du triphénylméthanol et le comparer à celui de la bibliothèque
de spectres. Indiquer les bandes d’absorption caractéristiques en vous aidant des tables.
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