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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 8
Structure des entités organiques
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Thème 1
Sujet bac 4
Préparation d'un solvant
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Énoncé
L'acétate d'éthyle \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{8} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{l}) est un solvant odorant très employé en cosmétique et en parfumerie. Il peut être préparé
par estérification de l'acide acétique \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{l}) avec l'éthanol \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{l}). Cette réaction est équilibrée (doc. 1). Cela signifie que la transformation entre l'acide et l'alcool n'est pas totale. Une autre caractéristique de la réaction d'estérification est sa lenteur.
Julie veut vérifier expérimentalement ces caractéristiques en préparant de l'acétate d'éthyle. Elle réalise un montage à reflux où elle introduit 5,0 moles d'acide acétique \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{l}) et 5,0 moles d'éthanol \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{l}), puis elle met le tout à chauffer à 100 °C. Pour suivre l'évolution de la réaction, Julie réalise des prélèvements de 10,0 mL, à différents instants, pour titrer l'acide acétique dans le milieu réactionnel. Chacun des prélèvements est versé dans un erlenmeyer avec 3 gouttes de phénolphtaléine, il est refroidi brutalement puis une solution d'hydroxyde de sodium (\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) ; \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})) de concentration c(\mathrm{NaOH})= 0,100 mol∙L-1, est coulée lentement. L'acide acétique \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2} restant réagit selon la réaction : \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \longrightarrow \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}_{2}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}). Quand la solution vire au rose (doc. 2), Julie note le volume d'hydroxyde de sodium ajouté (doc. 3).
Julie veut vérifier expérimentalement ces caractéristiques en préparant de l'acétate d'éthyle. Elle réalise un montage à reflux où elle introduit 5,0 moles d'acide acétique \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{l}) et 5,0 moles d'éthanol \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}(\mathrm{l}), puis elle met le tout à chauffer à 100 °C. Pour suivre l'évolution de la réaction, Julie réalise des prélèvements de 10,0 mL, à différents instants, pour titrer l'acide acétique dans le milieu réactionnel. Chacun des prélèvements est versé dans un erlenmeyer avec 3 gouttes de phénolphtaléine, il est refroidi brutalement puis une solution d'hydroxyde de sodium (\mathrm{Na}^{+}(\mathrm{aq}) ; \mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})) de concentration c(\mathrm{NaOH})= 0,100 mol∙L-1, est coulée lentement. L'acide acétique \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2} restant réagit selon la réaction : \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{4} \mathrm{O}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \longrightarrow \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}_{2}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}). Quand la solution vire au rose (doc. 2), Julie note le volume d'hydroxyde de sodium ajouté (doc. 3).
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Doc. 1Équation de la réaction d'estérification
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Réaction de l'acide acétique avec l'éthanol.
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Doc. 2Titrage des prélèvements
| Temps (h) | \bf{V}(\bf{\text{NaOH}}) (mL) |
| 0 | 10,0 |
| 5 | 7,4 |
| 10 | 6,5 |
| 20 | 5,3 |
| 40 | 4,5 |
| 100 | 3,6 |
| 150 | 3,5 |
| 200 | 3,4 |
| 250 | 3,3 |
| 300 | 3,3 |
Volume (mL) de \text{NaOH} coulé en fonction du temps (h).
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Doc. 3Phénolphtaléine
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Couleur de la solution de phénolphtaléine au virage (qui permet de répérer l'équivalence).
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- Masses molaires :
M(\mathrm{C})= 12,0 g·mol-1 ;
M(\mathrm{H})= 1,0 g·mol-1 ;
M(\mathrm{O})= 16,0 g·mol-1 ;
- Masses volumiques :
\rho_{\text {éthanol}}= 0,789 g·cm-3 ;
\rho_{\text {acide acétique}}= 1,05 g·cm-3 ;
\rho_{\text {acétate d'éthyle}}= 0,902 g·cm-3.
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Questions
1. Décrire le montage à reflux utilisé. Expliquer pourquoi on chauffe.
2. Lors d'une réaction à reflux, par sécurité, on ne doit pas remplir le ballon bouilleur à plus des 2/3 de son volume. Les ballons disponibles ont les volumes suivants : 500 mL, 1 L et 2 L. Quel ballon doit être employé pour réaliser la réaction ? (On considère que les volumes d'acide acétique et d'éthanol s'additionnent.)
3. Pourquoi faut-il refroidir les prélèvements avant de couler la solution d'hydroxyde de sodium ?
4. Déterminer la quantité d'acide acétique restant dans chaque prélèvement.
5. Déterminer l'avancement de la réaction pour chacun des prélèvements et l'avancement maximal de la réaction.
2. Lors d'une réaction à reflux, par sécurité, on ne doit pas remplir le ballon bouilleur à plus des 2/3 de son volume. Les ballons disponibles ont les volumes suivants : 500 mL, 1 L et 2 L. Quel ballon doit être employé pour réaliser la réaction ? (On considère que les volumes d'acide acétique et d'éthanol s'additionnent.)
3. Pourquoi faut-il refroidir les prélèvements avant de couler la solution d'hydroxyde de sodium ?
4. Déterminer la quantité d'acide acétique restant dans chaque prélèvement.
5. Déterminer l'avancement de la réaction pour chacun des prélèvements et l'avancement maximal de la réaction.
6. Tracer la courbe représentant le taux d'avancement en fonction du temps. Montrer que la réaction n'est pas totale.
7. Quel volume maximal d'acétate d'éthyle peut être obtenu ?
GeoGebra
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Oups, une coquille
j'ai une idée !
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YolèneÉmilieJean-PaulFatimaSarah