Activité N° 8 chimie organique

Activité N° 8
Exercice 1 :
Oxydation et rendement
On fait réagir du CH3 – CH2 – CHO avec une solution acidifiée de permanganate de potassium K+ + MnO4–.
a) Donner le nom et la formule développée de cette molécule organique.
b) Lors de la réaction cette molécule devient un acide carboxylique. Donner sa formule topologique et son nom.
c) Ecrire les deux demi-équations électroniques et en déduire l’équation bilan de cette réaction.
d) Sachant qu’il se forme 320 g de cet acide carboxylique de masse molaire 74 g.mol-1, et que la réaction s’est
faite avec un rendement de 80 %, quelle masse de CH3 – CH2 – CHO a-t-on initialement fait réagir ?
e) Donner l’équation bilan de la réaction qui se produit lorsqu’on cherche à caractériser cet aldéhyde avec de la
Liqueur de Fehling en milieu basique, sachant que lors de cette réaction des ions tartrate T 2– sont libérés.
Données :
Couple de l’ion permanganate : MnO4 - / Mn 2+
Couple Liqueur de Fehling : [Cu(T)2]2– / Cu2O
Exercice 2 :
Oxydation d’un alcool
On effectue l’oxydation ménagée du 3-méthylbutan-2-ol à l’aide d’une solution acidifiée de permanganate de
potassium.
a) Donner le nom et la formule semi-développée de la molécule A obtenue.
b) Si le permanganate de potassium était en excès, que se passerait-il ? Pourquoi ?
c) Le test à la DNPH pour cette molécule A serait-il positif ? Expliquer.
d) Même question avec le réactif de Tollens.
Exercice 3 :
Oxydation
On effectue l’oxydation ménagée du 3-méthylbutan-2-ol à l’aide d’une solution acidifiée de permanganate de
potassium.
a) Donner la formule semi-développée de la molécule A obtenue.
b) Si le permanganate de potassium était en excès, que se passerait-il ? Pourquoi ?
c) Ecrire les deux demi-équations électroniques et en déduire l’équation bilan de cette réaction.
d) Le test à la DNPH pour cette molécule A serait-il positif ? Expliquer.
e) Même question avec le réactif de Tollens. Expliquer.
Donnée : Couple de l’oxydant le plus fort : MnO4 - / Mn 2+
Correction
Exercice 1 :
a)
Oxydation et rendement
Cette molécule est un aldéhyde à 3 carbones : c’est du propanal.
H H H
  
H–C–C–C=O
 
H H
O
b)
L’acide obtenu est l’acide propanoïque. Sa formule topologique est :
OH
a)
Equations :
MnO4− + 8 H + + 5e − = Mn 2+ + 4 H 2O (×2)
C 2 H 5 − CHO + H 2 O = C 2 H 5 − COOH + 2 H + + 2e −
−
4
+
5 C 2 H 5 − CHO + 2 MnO + 6 H 3O → 5 C 2 H 5 − COOH + 2 Mn
(×5)
2+
+ 9 H 2O
m 320
=
= 4,3 mol
M
74
4,3
Le rendement étant de 80%, cette réaction aurait dû produire n =
× 100 = 5,4 mol
80
b) La quantité d’acide carboxylique formée est :
n=
D’après l’équation bilan, 5 mol d’acide carboxylique se forment à partir de 5 mol d’aldéhyde. Il faut
donc 5,4 mol d’aldéhyde, soit une masse de : m = n × M = 5,4 × 58 = 313 g
c)
La réaction d’identification de cet aldéhyde avec la Liqueur de Fehling est :
2 [Cu (T ) 2 ]
2−
2 [Cu (T ) 2 ]
2−
Exercice 2 :
a)
+ 2 OH − + 2 e − = Cu 2 O + 4 T 2− + H 2 O
C 2 H 5 − CHO + 3 OH − = C 2 H 5 − COO − + 2 H 2 O + 2e −
+ 5 OH − + C 2 H 5 − CHO → Cu 2 O + 4 T 2− + 3 H 2 O + C 2 H 5 − COO −
Oxydation d’un alcool
La formule semi-développée du 3-méthylbutan-2-ol est :
OH CH3


CH3 – CH – CH – CH3
,
Cet alcool étant secondaire, il forme, lorsqu’il
est oxydé de manière ménagée, une cétone A de formule semidéveloppée :
O CH3
 
A est la méthylbutanone.
CH3 – C – CH – CH3
b) Si l’ion permanganate était en excès durant cette oxydation ménagée, il ne se produirait rien de plus car
une cétone ne peut plus être oxydée de manière ménagée.
c)
Le test à la DNPH est positif lorsque la molécule contient un groupement carbonyle, c'est-à-dire dans le cas
d’un aldéhyde ou d’une cétone. A étant une cétone, ce test est donc positif : on observe l’apparition
d’un précipité jaune.
d) Le réactif de Tollens est une réaction d’oxydoréduction qui oxyde le composé organique testé. Les aldéhydes,
présentant un caractère réducteur, peuvent être oxydés en ions carboxylate (milieu basique), mais pas les
cétones. Le test au réactif de Tollens est donc négatif sur A.
Exercice 3 :
Oxydation
OH
a) La formule du 3-méthylbutan-2-ol est :
CH3 – CH – CH – CH3
CH3
C’est un alcool secondaire, donc son oxydation conduit à une cétone, ici la méthylbutanone.
O
CH3 – CH – C – CH3
CH3
a)
c)
Si le permanganate de potassium est en excès il ne se passe rien de plus car une cétone ne peut être oxydée de
façon ménagée.
MnO4− + 8 H + + 5 e − = Mn 2 + + 4 H 2O
C5 H11OH = C5 H10O + 2 H + + 2 e −
2 MnO4− + 6 H + + 5 C5 H11OH → 2 Mn 2 + + 8 H 2O + 5 C5 H10O
d) Le test à la DNPH est positif car il est sensible à la fonction carbonyle présente dans cette cétone.
e)
Le test au réactif de Tollens est une réaction d’oxydoréduction contrairement au test à la DNPH qui est une
réaction de précipitation. Le Test au réactif de Tollens n’est donc pas positif avec une cétone, car une cétone ne
peut pas être oxydée contrairement aux aldéhydes.