Cahier de vacances de chimie TPC1

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1 Cahier de vacances de chimie TPC1 Cette série d exercices, sans grande difficulté, va vous permettre de remobiliser des connaissances et des compétences travaillées en classes de première et terminale STL et qui doivent être maitrisées pour la rentrée en TPC. Etes-vous au point sur les calculs simples autour des quantités de matière? Exercice 1 : n dissout m = 3,0 g de glucose de formule brute C6H126 dans de l eau pour obtenir V = 100 ml de solution. 1. Calculer la concentration massique en glucose de la solution. 2. Calculer la concentration molaire en glucose de la solution. Données : Masses molaires atomiques (en g.mol -1 ) : M(C) = 12 ; M(H) = 1 ; M(N) = 14 ; M() = 16 Exercice 2 : 1. Déterminer la masse volumique du dichlorométhane CH2Cl2, liquide organique de densité d = 1,3 et de masse molaire M = 85 g.mol Quelle quantité de matière est contenue dans un volume V = 10 ml de ce liquide? Etes-vous au point sur les techniques de dilution et dissolution? Exercice 3 : 1. Proposer un protocole expérimental permettant de préparer 100,0 ml d une solution de chlorure de sodium (Na + +Cl ) de concentration en soluté apporté c = 0,10 mol.l -1. Données : Masse molaire de NaCl : M = 58,5 g.mol Proposer un protocole expérimental permettant de préparer 100,0 ml d une solution de permanganate de potassium (K + +Mn4 ) de concentration c = 2, mol.l -1 à partir d une solution mère de concentration en soluté apporté c0 = 1, mol.l -1. Etes-vous au point sur la constitution de l atome? Exercice 4 : Document 1 : Etiquette d un dentifrice La formule fluorée aide vos dents à se recharger en fluor et en calcium. Ainsi, elle garantit à vos dents une meilleure protection contre les caries et préserve jour après jour leur capital calcium. Document 2 : Représentation symbolique de l atome de fluor 1. Donner la composition de l atome (protons, neutrons, électrons) de fluor. Dans le dentifrice, le fluor est présent sous forme d ion fluorure F Déterminer la composition de l ion fluorure.

2 Etes-vous au point sur la nomenclature? Exercice 5: Famille Formule semi-développée Formule topologique Nom Méthanoate d éthyle Propanal Acide butanoïque Etes-vous au point sur le calcul de rendement d une synthèse? Exercice 6: Au cours d un TP de chimie organique, des élèves synthétisent de l aspirine en chauffant à reflux : - m1 = 1,38 g d acide salicylique (masse molaire M1 = 138 g.mol -1 ) - V2 = 10,2 ml d anhydride éthanoïque de densité d = 1,1 (masse molaire M2 = 102 g.mol -1 ). Ils récupèrent une masse m3 = 1,5 g d un solide blanc qu ils identifient comme étant de l aspirine (de masse molaire M3 = 180 g.mol -1 ), aussi appelé acide acétysalicylique. L équation de la réaction est : 1. Calculer les quantités de matière en réactifs introduits. 2. A l aide d un tableau d avancement, déterminer le rendement de cette synthèse.

3 Etes-vous au point sur les spectroscopies UV-visible, IR et RMN? Exercice 7: n donne ci-dessous les formules semi-développées de deux molécules : CH3 C CH H CH3 Acide éthanoïque méthanoate de méthyle 1. Ces molécules sont-elles isomères entre elles? Justifier la réponse. 2. Attribuer à chaque molécule son spectre infrarouge en expliquant la démarche suivie. Données : table de données pour la spectroscopie IR

4 Exercice 8 : Le laboratoire de recherche et de développement d une entreprise innovante cherche à mettre au point un procédé d oxydation du butan-2-ol en butanone respectant l environnement. Le technicien réalise le spectre de RMN du proton du produit fabriqué par ce procédé. Le produit formé est-il bien celui attendu? Justifier. Données :

5 Exercice 9 : Un vin blanc pétillant, en fin d élaboration, est étudié dans un laboratoire afin de subir des contrôles de qualité. n se propose dans cet exercice de contrôler la teneur en fer dans ce vin, qui est l un des critères de qualité pour la prévention de la formation d un précipité rendant le vin trouble (casse ferrique) Les ions Fe 2+ (aq) en solution aqueuse ont une couleur vert pâle. Les ions Fe 3+ (aq) en solution aqueuse ont une couleur orangée pâle. Les ions Fe 3+ (aq) peuvent réagir avec les ions thiocyanate SCN (aq) (incolore en solution aqueuse) selon une réaction rapide et totale conduisant à la formation d un complexe coloré de couleur rouge sang : Fe 3+ (aq) + SCN (aq) [Fe(SCN)] 2+ (aq) Au-delà d une concentration massique de 10 mg.l -1 en élément fer, la casse ferrique est probable et rend le vin trouble et donc peu attrayant. Courbe d étalonnage : Afin de déterminer la concentration totale en ions Fe 2+ (aq) et Fe 3+ (aq) dans ce vin blanc, on oxyde les ions Fe 2+ (aq) en ions Fe 3+ (aq) à l aide d eau oxygénée H22, puis on dose la totalité des ions Fe 3+ (aq) par spectrophotométrie après les avoir fait réagir totalement avec une solution aqueuse de thiocyanate de potassium. La mesure de l absorbance de la solution obtenue pour une longueur d onde λ = 465 nm vaut A = 0, Quelle opération est-il nécessaire de réaliser avant de mesurer l absorbance de l échantillon? 2. Pourquoi est-il nécessaire de faire réagir les ions Fe 3+ (aq) avec les ions thiocyanate avant de réaliser le dosage spectrophotométrique? 3. En utilisant les données et les résultats de cette analyse, indiquer si le phénomène de casse ferrique peut se produire pour ce vin blanc. Expliciter votre démarche.

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