K 2 CO 3 (s) à 2K + (aq) + CO 3. Na 3 PO 4 (s) à 3Na + (aq) + PO 4 DS A 1S

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1 DS A S THÈME : OBSERER/LOIS ET MODÈLES COHÉSION DU SOLIDE/SOLANTS ET SOLATATION/ALCANES ET ALCOOLS NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... Toutes les réponses doivent être clairement justifiées. On donnera l expression littérale, exprimant la grandeur à calculer, avant de faire l application numérique Données : Formules de quelques ions usuels : sulfate : SO 4, carbonate : CO, phosphate : PO 4, Pour retrouver la charge des cations il suffit d utiliser l électroneutralité du solide ionique dans lequel il est présent K CO (s) à K + (aq) + CO - (aq) AlCl (s) à Na PO 4 (s) à Na + (aq) + PO 4 - (aq) Al(OH) (s) à II. CONCENTRATIONS EFFECTIES D IONS EN SOLUTION AQUEUSE (6PTS) Données : M(Na) =,0 g.mol - M(S) =,0 g.mol - M (O) = 6,0 g.mol - Al + (aq) + Cl (aq) Al + (aq) + HO (aq) ) Écrire l équation traduisant la dissolution dans l eau du sulfate de sodium Na SO 4(s). Na! SO! (!) Na! () + SO! () ) Quelle masse m de sulfate de sodium faut- il dissoudre dans = 00mL d eau pour obtenir une solution de concentration en soluté apporté c = 0,5 mol.l -? c = n Na!SO!! or n Na! SO!! = m Na!SO!! d! où c = m(na!so!! ) M Na! SO!! M Na! SO!!. m Na! SO!! = c.. M Na! SO!!. m Na! SO!! = 0,5 0,00 (,0 +, ,0) m Na! SO!! = 4, g ) En déduire, les concentrations effectives des ions présents dans la solution obtenue? La relation entre les concentrations effectives des ions en solution et la concentration c en soluté apporté se déduit directement de l équation chimique Na! () = c = 0,0 mol. L SO! = 0,5 mol. L () ou à l aide du tableau d avancement ( on supposant que tous le solide est dissout et qu il constitue le réactif limitant x # = n) Na! () = x # = c SO! = x # () = c équation de la réaction Na! SO! (!) Na! () + SO! () état du système avancement Quantités en mol état initial 0 n 0 0 état intermédiaire x n x x x état final x = x max n x # x # x # 4) On mélange la solution obtenue avec! = 50 ml d une solution de chlorure de sodium ( Na + (aq) + Cl (aq)) à la concentration en soluté apporté c! = 0,0 mol.l - a) Déterminer les quantités de matières n Na! ; n SO! ; n(cl! ) des différents ions présents dans la solution obtenue (on négligera les contractions de volumes lors du mélange des solutions) Na! () = n! Na! () + n! Na! () L équation de la dissolution du chlorure de sodium NaCl! Na! + Cl! permet d affirmer que Na! () = Cl! () = c!

2 n! Na! = Na!. représentant la quantité initiale d ion sodium de la solution de volume! obtenue précédemment et n! Na! () = Na! ().!! quantité d ion sodium apporté par la solution de volume de chlorure de sodium n Na! () = Na!!. + Na! ()!.! n Na! = c. + c!.! = 0,5 0,00 + 0,0 0,050 = 0,075 mol de la même façon n SO! () = n! SO! () + n! SO! () n! SO! () = c. n! SO! () = 0 (la solution de chlorure de sodium n en contient pas) n SO! = n ()! SO! = c. = 0,5 0,00 = 0,00 mol () de la même façon n Cl! () = n! Cl! () + n! Cl! () n! Cl! () = 0 (la solution de sulfate de sodium n en contient pas) n Cl! () = n! Cl! () = c!.! = 0,0 0,050 = 0,05 mol b) En déduire leurs concentrations molaires effectives Na! = n Na! +! Na! 0,075 = 0,00 + 0,050 = 0,0 mol. L SO! = SO! = n SO! +! 0,00 = 0, mol. L 0,00 + 0,050 Cl! () = n Cl! () +! Cl! 0,05 () = = 0,060 mol. L 0,00 + 0,050 5) Quel volume v 0 de solution initiale de concentration en soluté apporté c (avant le mélange) faut- il prélever pour préparer par dilution, un volume v! = 00 ml de solution telle que Na! = 0,050 mol. L Lors de la dilution Na! ##$ ##$ = Na!!è!è!è =! (volume de solution mère à prélever Na! ##$ ##$! = Na!!è Na!!è = c = 0,0 mol. L ##$ = 0,00 L! = 0,050 0,00 0,0! = 0,0 7 L

3 III. ALCANES ET ALCOOLS ) Compléter le tableau ci- dessous en indiquant le nom ou la formule semi- développée : Espèce chimique Nom - méthylbutane,- diméthylpentane,5- diméthylheptane Espèce chimique 6 Nom Butan- - ol - éthyl- - méthylhexan- - ol.,4- diméthylhexan- - ol ) Comment qualifie- t- on la chaîne carbonée de la première molécule ()? La chaîne carbonée de la molécule est ramifiée, car la molécule en possède plusieurs ) Quelle est la classe des différents alcools du tableau (molécules 4, 5, 6)? L alcool 4 est un alcool secondaire l alcool 5 est un alcool secondaire l alcool 6 est un alcool primaire 4) Au laboratoire on dispose de deux flacons A et B dont les étiquettes, se sont effacées partiellement. L agent de laboratoire Nayfin sait que l un des deux flacons est de l hexanol et l autre de l hexane. Il peut lire sur le flacon A : «T ébul = 68, 7 C» et sur le flacon B : «T ébul = 58, C». Peut- on, à partir de ces deux informations partielles, identifier les flacons? Si oui, argumenter et justifier votre réponse Les alcools ont des températures de changement d état supérieures aux alcanes ayant mêmes chaînes principales, en raison de la présence de liaisons hydrogène entre les molécules d alcools qui sont absentes entre les molécules d hydrocarbures Le flacon B renferme donc l hexanol et le flacon A l hexane I. SOLUBITLITÉ DES ALCOOLS L hexan- - ol est utilisé dans l industrie de la parfumerie en raison de son odeur d herbe coupée. Il s'agit d'un liquide incolore peu soluble dans l'eau. ) Construire la formule semi- développée de l hexan- - ol. ) Comment qualifier la nature de sa chaîne carbonée? Sa chaîne carbonée est linéaire ) Construire les formules topologiques et donner le nom de trois alcools tertiaires isomères de l hexan- - ol. - méthylpentan- - ol - méthylpentan- - ol,- diméthylbutan- - ol 6

4 Données : Solubilité massique de l hexan- - ol dans l eau, S m = 6 g.l - densité de l eau : d eau = densité de l hexan- - ol : d hex = 0,8 Dans un tube à essais on introduit 00 mg d hexan- - ol dans 0 ml d eau, on agite vigoureusement. Décrire l aspect du contenu du tube à essais en justifiant précisément votre réponse. Masse maximale qui peut être dissoute dans le volume d eau S! = m # m # = S!. = 0 ml (on néglige les variations éventuelles de volumes) m # = 6 0,00 m # = mg m = 00mg > m # la totalité de la masse introduite ne sera pas dissoute on obtiendra donc un mélange hétérogène l excès d alcool surnagera, car sa densité est plus faible que celle de l eau POLARITÉ DES MOLÉCULES ) En prenant comme ordre d électronégativité croissante : Sn, B, H, S et Cl, attribuer les charges partielles δ! et δ! aux atomes des molécules suivantes A B C ) Les longueurs des liaisons étant identiques et les angles qu elles forment étant tous égaux, déterminer si ces molécules sont polaires ou non. Justifier. Molécule B : les centres des charges partielles positives et des charges partielles négatives ne coïncident pas : la molécule A est donc polaire Molécule A et C : ces deux molécules présente une symétrie centrale et donc les centres des charges partielles positives et des charges partielles négatives coïncident : la molécule A est donc apolaire I COHÉSION DES SOLIDES ET CHANGEMENT D ÉTATS ) Nommer les molécules suivantes A : butan--ol B : butane C : propane D : pentan--ol ) Classer ces composés par ordre croissant de température d ébullition en justifiant le plus clairement possible Les molécules d alcool renferme le groupe O- H dont la liaison est fortement polarisée, les molécules d alcools sont soumises à une interaction intermoléculaire très énergétique : la liaison hydrogène Ce qui confère à ces molécules des températures de changement d état supérieure à celle des alcanes de même chaîne carbonée T F(A) et T F(D) > T F(C) et T F(B) D autre part les températures de changement d état augmente avec la longueur de la chaîne carbonée ainsi on en déduit que T F(C)<t T F(B) < T F(A) et T F(D)

5 DS B S THÈME : OBSERER/LOIS ET MODÈLES COHÉSION DU SOLIDE/SOLANTS ET SOLATATION/ALCANES ET ALCOOLS NOM :... PRÉNOM :... CLASSE :... DATE :... Toutes les réponses doivent être clairement justifiées. On donnera l expression littérale, exprimant la grandeur à calculer, avant de faire l application numérique Données : Formules de quelques ions usuels : sulfate : SO 4, carbonate : CO, phosphate : PO 4, Al(OH) (s) à Al + (aq) + HO (aq) AlCl (s) à Al + (aq) + Cl (aq) K CO (s) à K + - (aq) + CO (aq) Na PO 4 (s) à Na + - (aq) + PO 4 (aq) II. CONCENTRATIONS EFFECTIES D IONS EN SOLUTION AQUEUSE (6PTS) Données : M(Na) =,0 g.mol - M(S) =,0 g.mol - M (O) = 6,0 g.mol - 6) Écrire l équation traduisant la dissolution dans l eau du sulfate de sodium Na SO 4(s). Na! SO! (!) Na! () + SO! () 7) Quelle masse m de sulfate de sodium faut- il dissoudre dans = 00mL d eau pour obtenir une solution de concentration en soluté apporté c = 0,0 mol.l -? c = n Na!SO!! or n Na! SO!! = m Na!SO!! d! où c = m(na!so!! ) M Na! SO!! M Na! SO!!. m Na! SO!! = c.. M Na! SO!!. m Na! SO!! = 0,0 0,00 (,0 +, ,0) m Na! SO!! = 5,7 g 8) En déduire, les concentrations effectives des ions présents dans la solution obtenue? La relation entre les concentrations effectives des ions en solution et la concentration c en soluté apporté se déduit directement de l équation chimique Na! () = c = 0,60 mol. L SO! = 0,0 mol. L () ou à l aide du tableau d avancement ( on supposant que tous le solide est dissout et qu il constitue le réactif limitant x # = n) Na! () = x # = c SO! = x # () = c équation de la réaction Na! SO! (!) Na! () + SO! () état du système avancement Quantités en mol état initial 0 n 0 0 état intermédiaire x n x x x état final x = x max n x # x # x # 9) On mélange la solution obtenue avec! = 00 ml d une solution de chlorure de sodium ( Na + (aq) + Cl (aq)) à la concentration en soluté apporté c! = 0,60 mol.l - a) Déterminer les quantités de matières n Na! ; n SO! ; n(cl! ) des différents ions présents dans la solution obtenue (on négligera les contractions de volumes lors du mélange des solutions) Na! () = n! Na! () + n! Na! () L équation de la dissolution du chlorure de sodium NaCl! Na! + Cl! permet d affirmer que Na! () = Cl! () = c!

6 n! Na! = Na!. représentant la quantité initiale d ion sodium de la solution de volume! obtenue précédemment et n! Na! () = Na! ().!! quantité d ion sodium apporté par la solution de volume de chlorure de sodium n Na! () = Na!!. + Na! ()!.! n Na! = c. + c!.! = 0,0 0,00 + 0,60 0,00 = 0, mol de la même façon n SO! () = n! SO! () + n! SO! () n! SO! () = c. n! SO! () = 0 (la solution de chlorure de sodium n en contient pas) n SO! = n )! SO! = c. = 0,0 0,00 = 0,00 mol ) de la même façon n Cl! () = n! Cl! () + n! Cl! () n! Cl! () = 0 (la solution de sulfate de sodium n en contient pas) n! Cl! () = c!.! = 0,60 0,00 = 0,060 mol b) En déduire leurs concentrations molaires effectives Na! = n Na! +! Na! 0, = 0,00 + 0,00 = 0,60 mol. L SO! = SO! = n SO! +! 0,00 = 0,5 mol. L 0,00 + 0,00 Cl! () = n Cl! () +! Cl! 0,060 () = = 0,0 mol. L 0,00 + 0,00 0) Quel volume v 0 de solution initiale de concentration en soluté apporté c (avant le mélange) faut- il prélever pour préparer par dilution, un volume v! = 50 ml de solution telle que Na! = 0,050 mol. L Lors de la dilution Na! ##$ ##$ = Na!!è!è!è =! (volume de solution mère à prélever Na! ##$ ##$! = Na!!è Na!!è = c = 0,60 mol. L ##$ = 0,050 L! = 0,050 0,050 0,60! = 0,004 L

7 III. ALCANES ET ALCOOLS 5) Compléter le tableau ci- dessous en indiquant le nom ou la formule semi- développée : Espèce chimique Nom Butan- - ol - éthyl- - méthylhexan- - ol.,4- diméthylhexan- - ol Espèce chimique 6 Nom - méthylbutane,- diméthylpentane,5- diméthylheptane 6) Comment qualifie- t- on la chaîne carbonée de la première molécule ()? La chaîne carbonée de la molécule est linéaire, car la molécule en possède qu une seule 7) Quelle est la classe des différents alcools du tableau (molécules,,)? L alcool est un alcool secondaire l alcool est un alcool secondaire l alcool est un alcool primaire 8) Au laboratoire on dispose de deux flacons A et B dont les étiquettes, se sont effacées partiellement. L agent de laboratoire Nayfain sait que l un des deux flacons est de l hexanol et l autre de l hexane. Il peut lire sur le flacon A: «T ébul = 58, C».et sur le flacon B: «T ébul = 68, 7 C» Peut- on, à partir de ces deux informations partielles, identifier les flacons? Si oui, argumenter et justifier votre réponse Les alcools ont des températures de changement d état supérieures aux alcanes ayant mêmes chaînes principales, en raison de la présence de liaisons hydrogène entre les molécules d alcools qui sont absentes entre les molécules d hydrocarbures Le flacon A renferme donc l hexanol et le flacon B l hexane I. SOLUBITLITÉ DES ALCOOLS L hexan- - ol est utilisé dans l industrie de la parfumerie en raison de son odeur d herbe coupée. Il s'agit d'un liquide incolore peu soluble dans l'eau. 4) Construire la formule semi- développée de l hexan- - ol. 5) Comment qualifier la nature de sa chaîne carbonée? Sa chaîne carbonée est linéaire

8 6) Construire les formules topologiques et donner le nom de trois alcools tertiaires isomères de l hexan- - ol. - méthylpentan- - ol - méthylpentan- - ol,- diméthylbutan- - ol Données : Solubilité massique de l hexan- - ol dans l eau, S m = 6 g.l - densité de l eau : d eau = densité de l hexan- - ol : d hex = 0,8 Dans un tube à essais on introduit 00 mg d hexan- - ol dans 0 ml d eau, on agite vigoureusement. 6 Décrire l aspect du contenu du tube à essais en justifiant précisément votre réponse. Masse maximale qui peut être dissoute dans le volume d eau S! = m # m # = S!. = 0 ml (on néglige les variations éventuelles de volumes) m # = 6 0,00 m # = mg m = 00mg > m # la totalité de la masse introduite ne sera pas dissoute on obtiendra donc un mélange hétérogène l excès d alcool surnagera, car sa densité est plus faible que celle de l eau POLARITÉ DES MOLÉCULES ) En prenant comme ordre d électronégativité croissante : Sn, B, H, S et Cl, attribuer les charges partielles δ! et δ! aux atomes des molécules suivantes A B C 4) Les longueurs des liaisons étant identiques et les angles qu elles forment étant tous égaux, déterminer si ces molécules sont polaires ou non. Justifier. Molécule A : les centres des charges partielles positives et des charges partielles négatives ne coïncident pas : la molécule A est donc polaire Molécule B et C : ces deux molécules présente une symétrie centrale et donc les centres des charges partielles positives et des charges partielles négatives coïncident : la molécule A est donc apolaire I COHÉSION DES SOLIDES ET CHANGEMENT D ÉTATS ) Nommer les molécules suivantes A :pentan--ol B :butan--ol C :propane D :butane 4) Classer ces composés par ordre croissant de température d ébullition en justifiant le plus clairement possible Les molécules d alcool renferme le groupe O- H dont la liaison est fortement polarisée, les molécules d alcools sont soumises à une interaction intermoléculaire très énergétique : la liaison hydrogène Ce qui confère à ces molécules des températures de changement d état supérieure à celle des alcanes de même chaîne carbonée T F(A) et T F(B) > T F(C) et T F(D) D autre part les températures de changement d état augmente avec la longueur de la chaîne carbonée ainsi on en déduit que T F(C)<t T F(D) < T F(B) et T F(A)

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