Concours d entrée Chimie Durée : 1 heure. Premier Exercice (6 points) Coefficient d ionisation; influence de la dilution
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- Mauricette Vinet
- il y a 7 ans
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1 oncours d ntré himi Duré : hur Prmir Exrcic (6 points) officint d ionisation; influnc d la dilution I- oncntration d un solution d acid éthanoïqu )-Un litr d un solution d acid éthanoïqu, H H, st préparé n dissolvant 5.7 m d acid pur dans l au. Montrr qu la concntration 0, d ctt solution noté S 0, st voisin d 0.mol. -. Donnés: - Mass volumiqu d l acid éthanoïqu pur: ρ =.05 g.m -. - Mass molair d l acid éthanoïqu: M = 60 g.mol -. )- officint d ionisation d l acid éthanoïqu n prépar un solution S d acid éthanoïqu par dilution d 0 fois la solution S 0. a msur du ph d la solution S conduit à la valur ph =.4. a- alculr la concntration d la solution S. b- Montrr qu l acid éthanoïqu st un acid faibl. c- alculr l cofficint d ionisation α d l acid éthanoïqu dans ctt solution S. n rappll qu l cofficint d ionisation a pour xprssion: [ H ] α =. d- n dilu la solution S au ; la msur du ph d la solution obtnu, S conduit à la valur 00 ph = 4,4. alculr l cofficint d ionisation α d l acid éthanoïqu dans ctt solution S. onclur quant à l fft d la dilution sur l ionisation d un acid faibl n solution aquus. Duxièm xrcic (4 points) inétiqu d un frmntation alcooliqu II- a bièr st obtnu par la frmntation alcooliqu d un solution d glucos. s grains d org (étant soumis à la grmination,) mélangés au houblon qui donn à la bièr sa savur, sont à la bas d la préparation d ctt solution. Aprs ébullition t rfroidissmnt, c mélang st traité par la lvur d bièr. glucos subit la frmntation slon la réaction principal d équation: 6 H 6 lvur dbir (g) + H Donnés: - Mass volumiqu d l éthanol: ρ = 0.79 g.m -. - M (thanol) = 46 g.mol -. - a tnur autorisé n éthanol dans un bièr n doit pas dépassr l 8 % n volum (dgré alcooliqu).
2 ) Gout t altération d la bièr Ds produits minoritairs issus d réactions métaboliqus d la lvur d bièr jount un rôl important dans l goût final d la bièr t dans l altération d c goût : - Bièr aigr ou piqué: dévloppmnt du mycodrm acétiqu (frmntation acétiqu). - Bièr filant ou huilus : frmntation lactiqu (frmntation d l acid - hydroxy- propanoïqu). - Goût d ranc: frmntation butyriqu (frmntation d l acid butanoiqu). a- Ecrir ls formuls smi- dévloppés ds acids: éthanoïqu (acétiqu), lactiqu t butyriqu. b- Ecrir l équation d la réaction d stérification ntr l éthanol t l acid butanoiqu. Donnr dux caractéristiqus d ctt réaction. c- Parmi ls produits minoritairs, issus ds réactions métaboliqu d la lvur d bièr, on cit l alcool amyliqu : alcool primair a chain carboné ouvrt t non ramifié d formul moléculair 5 H. i) Ecrir la formul smi- dévloppé d l alcool amyliqu t donnr son nom n nomnclatur systématiqu. ii) hoisir parmi ls dux formuls ci-après cll d l str résultant d la réaction ntr l alcool amyliqu t l acid éthanoïqu: H (H ) 4 H or H H (H ) (H ) H ) inétiqu d la frmntation alcooliqu Au cours d un frmntation on dos, par un méthod approprié à différnts dats, la concntration n glucos. n obtint l tablau d msur ci-dssous : t (jour) [ 6 H 6 ]x0 - mol a- Etablir la rlation suivant: [ H] t = ([ 6 H 6 ] 0 - [ 6 H 6 ] t ), ou: [ 6 H 6 ] 0 st la concntration initial d glucos a t 0 = 0, [ 6 H 6 ] t, st la concntration d glucos à un instant t t [ H] t, st la concntration d éthanol obtnu á l instant t. b- Détrminr la vitss moynn d formation d éthanol ntr ls dux instants t = jours t t = 6 jours c- Montrr qu à partir d ctt solution d glucos on obtint un solution alcooliqu qui n dépass pas l dgré alcooliqu autorisé.
3 oncours d ntré Solution d himi Duré : hur I- officint d ionisation; influnc d la dilution Prmir Exrcic (6 points) ) d solution S 0 ; 5,7 m d acid pur ; =,05 g mol. M (H H) = 60 g mol. a mass d acid pur st : M =. =,05 x 5,7 = 5,985 g n m 5,985 0, mol M n 0, mol 0 0,099 mol. 0. ) a- alculr la concntration d la solution S 0 0,0 mol. 0 b- Montrr qu l acid éthanoïqu st un acid faibl : 0,0 mol. t ph =,4 Il faut qu [H + ] < n fft : [H + ] = 0 -ph = 0 -,4 = 0,0004 = mol. - D où < 0 - Donc l acid éthanoïqu st un acid faibl. c- HH H H H D après la formul H r H 0 4 [ H ] , 0,04 d-, ph 4, mol. ` 00 [H + ] = 0 ph = 0-4,4 = mol. -
4 5 [ H ] 40 0,4 4 =0,4 0 onclur : a dilution d un solution aquus d acid faibl, fait augmntr son dgré d ionisation. En fft = 0,004 : après dilution = 0,4 II- Gout t altération d la bièr ) a- s formuls smi-dévloppés sont : acid éthanoïqu : H H Duxièm xrcic (4 points) inétiqu d un frmntation alcooliqu acid lactiqu : H H H acid butyriqu : H (ou acid butanoiqu) H H H H H b- Equation d stérification+ dux caractéristiqus : H 5 H H 7 H H H H 7 5 Dux caractéristiqus : a réaction st partill t ll st athrmiqu c- i) a formul smi-dévloppé d l alcool 5 H D après la donné : alcool primair, chain ouvrt t non ramifié. H H H H H H pntan--ol ii) H H H ou () str 4 H H H ( H H str ) hoisir l str résultant d la réaction ntr l alcool amyliqu t l acid éthanoïqu H R radial R dériv d un alcool à chain carboné ouvrt t non ramifié. H H sa chain st ouvrt t non ramifié 4
5 H H H H Sa chain st ouvrt t ramifié Ainsi l str () convint. ) a- Etablir la rlation [ H] t = ([ 6 H 6 ] 0 - [ 6 H 6 ] t ) Écrivons l équation d la réaction d frmntation : 6 H 6 lvur d bir + H A un mol d 6 H 6 mols d H n H H) n ( 6 H 6 ) réagi ( 5 formé n ( 6 H 6 ) 0. - n ( 6 H 6 ) t = n( H 5H) t En divisant la drnièr égalité par ( ) l volum du mélang réactionnl on n déduit : [ H ] t = ([ 6 H 6 ] 0 [ 6 H 6 ] t ) b- A t = jours on a :,64 - [ 6 H 6 ] = 0,64 mol. 0 A t = 6 jours on a :,5 - [ 6 H 6 ] 6 = 0,5mol. 0 Ainsi, la concntration d l éthanol dvint [ H ] = ([ H ] [ H ] 6 ) = (0,64 0,5) = 0,458 mol. - 0,458 0,45 mol. - J - 6 c- Aprs la frmntation complèt la concntration d l éthanol dvint 0,6 x =, mol. - n = t m = M. n = M.. = m M.. d où ,07 7% 8% M. 46, 0,790 tt tnur, n alcool, n dépass pas l dgré alcooliqu autorisé 8%.
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