L'acide benzoïque est un additif alimentaire qui est solide à la température ambiante. Il est peu soluble dans l'eau, et soluble dans l'éthanol et l'acétone.

Quels paramètres influent sur la solubilité d'une espèce chimique ?

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Par intuition

Pourquoi ne pourrait-on pas dissoudre n'importe quelle espèce chimique solide dans n'importe quel liquide ?

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Doc. 1
Propriétés physiques de l'acide benzoïque

Molécule	Acide benzoïque
Formule	\mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}_{2} Le zoom est accessible dans la version Premium.
Propriétés physiques	T_{\text{hetafusion}}: 122 °C ; densité : d = 1,3 ; Solubilité : s(\text{eau}) = 2,9 g·L^-1 à 20 °C ; Soluble dans l'éthanol et l'acétone.

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Doc. 3
Vérifier une solubilité dans un solvant

Pour vérifier qu'une espèce chimique est soluble dans un solvant, on peut procéder ainsi :

introduire dans un bécher un volume V = 10 mL du solvant à l'aide d'une pipette jaugée ;
peser précisément une masse m de soluté ;
ajouter cette masse m de soluté dans le bécher ;
agiter le contenu du bécher avec un agitateur en verre ou sur agitateur magnétique ;
observer le contenu du bécher et conclure.

Observation	Interprétation / conclusion
La solution est limpide	Le soluté est soluble dans le solvant
La solution est trouble	Le soluté est soluble, mais on est proche de la limite de solubilité;
Il reste des grains solides au fond du bécher	La solution est saturée : on a dépassé la limite de solubilité de l'espèce dans le solvant

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Doc. 2
Matériel nécessaire

Une balance de précision avec une coupelle et une spatule ;
Plusieurs béchers de 20 mL et un agitateur en verre ;
Éthanol ;
Une pipette jaugée de 10,0 mL ;
Acide benzoïque en poudre ;
Pissette d'eau distillée ;
Acétone (propanone).

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Données

Électronégativité des atomes (échelle de Pauling) :
\chi (\text{C}) : 2,55 ;
\chi (\text{H}) : 2,2 ;
\chi (\text{O}) : 3,44.

Molécule	Formule de Lewis
Eau	Le zoom est accessible dans la version Premium.
Acétone	Le zoom est accessible dans la version Premium.
Éthanol	Le zoom est accessible dans la version Premium.

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Questions

Compétence(s)

REA : Mettre en œuvre un protocole

1. Doc. 1 Quelle masse maximale d'acide benzoïque peut-on dissoudre théoriquement dans 10,0 mL d'eau distillée à 20 °C ?

2. Doc. 3 Mettre en œuvre le protocole pour l'acide benzoïque dans l'eau et comparer la valeur de solubilité trouvée à la valeur théorique.

3. Refaire l'expérience en remplaçant l'eau par l'éthanol puis par l'acétone.

4. À partir de leurs représentations de Lewis, étudier la polarité de l'acide benzoïque et des solvants

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Synthèse de l'activité

Proposer une explication sur la différence de solubilité de l'acide benzoïque dans les différents solvants.

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Solubilité de l'acide benzoïque

Par intuition

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Doc. 3Vérifier une solubilité dans un solvant

Doc. 2 Matériel nécessaire

Données

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Vérifier une solubilité dans un solvant

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