Bac Blanc 1_cor_.bis

Spécialité
TS 1
ÉVALUATION THÉORIQUE
CORRECTION
Exercice N° 1 : L’essence d’estragon
Partie A :
1– La technique utilisée est l’hydrodistillation ou entraînement à la vapeur.
2– Lors du chauffage, la vapeur entraîne les espèces chimiques volatiles présentes dans l’huile essentielle d’estragon.
3– Légende : : ballon ; : eau et feuilles d’estragon ; : chauffe-ballon ; : support élévateur ; : sortie d’eau ;
: entrée d’eau ; : réfrigérant ou condenseur ; : éprouvette graduée.
4– La verrerie refroidit les vapeurs s’échappant du ballon et les liquéfie.
5– 5.1 – : phase aqueuse : eau aromatique
: phase organique : dichlorométhane + huile essentielle d’estragon ou estragole
5.2 – La densité du dichlorométhane (1,34) étant supérieure à celle de l’eau (1,00), la phase organique constitue la phase inférieure.
5.3 – Pictogramme « Nocif par inhalation » :
ou
Xn
6– Le sulfate de magnésium anhydre permet de « sécher » la phase organique c’est-à-dire éliminer les traces d’eau.
Partie B :
1– : front de l’éluant
: ligne de dépôt
2– La révélation est nécessaire car les taches obtenues sur le chromatogramme sont invisibles (incolores).
3– Le chromatogramme permet toutes les vérifications attendues, car les dépôts H, B et C donnent une tache à la même
hauteur que l’estragole pur (E). Il y a donc de l’estragole dans les trois essences.
h
1,7
4– Le rapport frontal est défini par : Rf(E) = E
A.N. : Rf(E) =
= 0,48
3,5
H
5– On peut réaliser une distillation fractionnée.
Exercice N°2 : Synthèse de l’acétate de linalyle
1. Questions préliminaires :
1– formule topologique du linalol :
2– Dans l’acide acétique : groupe fonctionnel = acide carboxylique -COOH
Dans le linalol : groupes fonctionnels = alcool tertiaire et alcène
3– Non, car les carbone porteurs de la double liaison ne sont pas de la forme : R − CH = CH − R’
2. Protocole expérimental :
4– Schéma du montage de chauffage à reflux : se reporter au cours !
5– Ce montage permet d’accélérer la réaction et d’éviter les pertes de produits et de réactifs.
6– Les grains de pierre ponce régulent l’ébullition.
7– Porter une blouse fermée, des lunettes de protection, des gants et utiliser de la verrerie bien sèche.
3. Bilan de matière :
8– nℓ = ml
Ml
or mℓ = ρℓ x Vℓ
nℓ =
ρl ×Vl
Ml
avec ρℓ = dℓ x ρeau
d’où nℓ =
dl ×ρeau ×Vl
Ml
donc
Vℓ = nl ×M l
dl ×ρea u
avec Mℓ = M(C10H18O ) = 10.MC + 18.MH + 1.MO
A.N. : Mℓ = M(C10H18O) = 10 x 12,0 + 18 x 1,0 + 1 x 16,0 = 154,0 g.mol-1
Vℓ =
9– De même que 8– on obtiendrait : naa =
Attention
aux unités
ρaa ×Vaa
M aa
2,82.10−5×154,0
= 5,0.10-3 cm3
0,870×1,0
avec Maa = M(C4H6O3) = 4.MC + 6.MH + 3.MO
A.N. : Maa = M(C4H6O3) = 4 x 12,0 + 6 x 1,0 + 3 x 16,0 = 102,0 g.mol-1
1,08×10,0
D’où naa =
= 1,06.10-1 mol
102,0
10– Non, il ne s’agit pas d’un mélange équimolaire puisque naa ≠ nℓ et d’après l’équation de la réaction :
C10H18O + C4H6O3 → C12H20O2 + C2H4O2
les nombres stoechiométriques devant les deux réactifs sont égaux à 1.
11– et 13–
Anhydride
Acétate de
Acide
linalol
+
=
+
éthanoïque
linalyle
acétiquee
C10H18O
+
C4H6O3
=
C12H20O2
+
C2H4O2
État initial
n1 = 2,82.10–5
n2 = 1,06.10–1
0
0
(valeurs en mol)
État intermédiaire
n1 – x
n2 – x
x
x
(en fonction de x)
État final
n1 – xmax
n2 – xmax
xmax
xmax
(en fonction de xmax)
État final
1,06.10–1
2,82.10–5
2,82.10–5
0
(valeurs en mol)
Si le linalol est le réactif limitant x1 = n1 = 2,82.10–5 mol
12–
Si l’anhydride acétique est le réactif limitant x2 = n2 = 1,06.10–1 mol
Comme x1 < x2 donc xmax = 2,82.10–5 mol
et
le réactif limitant est le linalol
14– D’après le tableau nth = xmax = 2,82.10–5 mol
15– Calcul du rendement de la synthèse
Rendement de la synthèse : η = nexp
or nexp = mexp
nth
M al
avec Maℓ = M(C12H20O2) = 12.MC + 20.MH + 2.MO
A.N. : Maℓ = M(C12H20O2) = 12 x 12,0 + 20 x 1,0 + 2 x 16,0 = 196,0 g.mol-1
4,3.10−3
= 2,2.10-5 mol
D’où naℓ =
196,0
2,2.10−5
Donc η =
x 100 = 78 %
2,82.10−5
Exercice N°3 : Un amide courant
alcool primaire
1– 2–
3–
OH
O
H3C – C – O – H
acide acétique
NH2
amide
para-aminophénol
Exercice N°4 :
1. Étude d’une corde de piano :
Proposition
Répondre vrai
ou faux
Justification ou explication
1.1.1.
VRAI
Le texte indique que l’on observe un fuseau unique, qui est donc
constitué d’un ventre et de deux noeuds Ventre
1.1.2.
FAUX
1.1.3.
FAUX
1.1.3.
FAUX
Nœuds de vibration
1.2.1.
VRAI
1.2.2.
FAUX
1.2.3.
VRAI
1.3.1.
FAUX
1.3.2.
VRAI
1.3.3.
FAUX
1.4.1.
VRAI
1.4.2.
FAUX
1.4.3.
FAUX
1.5.1
FAUX
1.5.2.
FAUX
1.5.3.
VRAI
1.5.4.
FAUX
On observe un seul fuseau sur la corde, c’est donc le mode fondamental.
Certains ouvrages considèrent que le fondamental est aussi l'harmonique
d’ordre 1, donc on peut aussi répondre Vrai au 1.2.1.
f1 = 1046 Hz = 2.f0
On observe donc l’harmonique d’ordre 2, avec 2 fuseaux (deux ventres et
trois nœuds)
PAS DE JUSTIFICATION
Pour le fondamental (n=1) on a :
c = λ×f0 = 2×L× f0
A.N. : c = 2 × 523 × 0,422 = 441 m.s-1
2. Étude d’une corde placée dans un piano :
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
FAUX
VRAI
FAUX
2.2.1.
VRAI
v=
2.2.2.
FAUX
Si on tend la corde, F augmente donc f augmente, c’est-à-dire que la
hauteur du son augmente.
PAS DE JUSTIFICATION
F
µ
=λ×f
soit f =
1
λ
.
3. Étude de la note émise par un piano :
3.1.1.
FAUX
f0 =
f0 =
3.1.2.
FAUX
1
T
or 3T = 5,43 ms
1
= 552 Hz
5,43 × 10 − 3
3
3T
3.1.3.
VRAI
3.1.4.
FAUX
F
µ
3.2.1.
VRAI
r = 1 pour f proche de 552 Hz qui correspond bien au fondamental, de
plus présence d'harmoniques. Il s'agit bien d'un son complexe.
3.2.2.
FAUX
r = 1 pour f proche de 400 Hz : ne correspond pas au fondamental.
3.2.3.
FAUX
r = 1 pour f proche de 552 Hz qui correspond au fondamental, mais
absence d'harmoniques. Il s'agit d'un son pur.
3.2.4.
FAUX
r = 1 pour f < 400 Hz, ce qui ne correspond pas au fondamental.
3.3.1.
FAUX
3.3.2.
VRAI
La fréquence fondamentale obtenue précédemment est de 552 Hz, or le
« do4 » correspond à une fréquence fondamentale de 523 Hz, la corde est
mal accordée.