2 nde - EXERCICES CHAPITRE 9 ET 10 EXERCICE N 6 : Extraction de l estragol e xx points L estragole est une substance qui entre dans la composition d arômes de certains végétaux. Ainsi, l estragole existe dans les essences d estragon (70 à 75%), de basilic (70 à 75%), d anis et de fenouil. L estragole est utilisée en parfumerie et donne une note anisée et douce. 1. Extraction de l essence d estragon. L essence d estragon peut être obtenue de la manière suivante : Dans un ballon de 500 ml, on introduit 200 ml d eau distillée, des feuilles finement coupées d estragon frais et quelques grains de pierre ponce. On réalise le montage représenté ci-contre et on porte à ébullition le mélange contenu dans le ballon. On poursuit le chauffage jusqu à obtenir environ 50 ml de distillat, celui-ci est trouble car il est composé d un mélange hétérogène 1/ Quel est le nom de la technique employée lors de cette extraction? 2/ Quel est le rôle de l eau introduite dans le ballon? 3/ Nommer les différentes parties du montage numérotées de 1 à 5. 4/ Préciser la fonction du dispositif 4. 2. Séparation de l essence d estragon On verse le distillat obtenu précédemment dans une ampoule à décanter et on introduit 10 ml de dichlorométhane. On agite vigoureusement, puis on laisse décanter et enfin on récupère la phase organique. Données : Solvant Eau Dichlorométhane Ethanol Densité 1,00 1,34 0,80 Solubilité de l estragole peu soluble très soluble très soluble Miscibilité avec l eau non miscible miscible 5/ Que signifie la phrase : «on laisse décanter»? 6/ En utilisant les données du tableau ci-dessus, justifier l utilisation du dichlorométhane. 7/ Faire un schéma de l ampoule à décanter, après agitation et décantation.
Préciser les positions de la phase aqueuse et de la phase organique. Justifier à partir des données. Indiquer clairement dans quelle phase se trouve l estragole. 8/ Quelle précaution liée à la sécurité doit-on prendre lors de l agitation de l ampoule à décanter? EXERCICE N 2 : Solubilité La solubilité du glucose dans l eau à 20 C est 700 g.l-1. 1/ Quelle est la masse maximale de glucose que l on peut dissoudre dans 1L de solution? Dans 2L de solution? 2/ Si on mélange 850 g de glucose dans 1L d eau, que va-t-il se passer? Comment appelle-t-on une telle solution? Exercice 1 Sachant que la densité, à température ambiante, de l eau est 1,0, que celle d l aluminium est 2,7 et que celle de l éthanol est de 0,79 : a- Donner la masse volumique de chacune de ces espèces en g/cm3 et en kg/m3. b- Calculer la masse de 12 ml d eau et 12 ml d éthanol. c- Calculer le volume de 12 tonnes d aluminium. Donnée : se rappeler que 1mL = 1 cm3 EXERCICE N 1 : Questions de cours 1/ Donnez la définition des termes suivants : espèce chimique naturelle ; espèce chimique artificielle ; espèce chimique synthétique. 2/ Qu est-ce qu une extraction? Donnez trois exemples de technique d extraction. 3/ Quelle technique permet de séparer puis d identifier les différents constituants d un mélange homogène? 4/ Donnez la définition de la masse volumique. Donnez son expression littérale en précisant les unités de chaque grandeur. 5/ Sur quelle caractéristique physique est basé le principe de la décantation? Quel matériel utilise-t-on pour réaliser une décantation? Exercice n 1 L arôme de vanille (3 pts) L arôme de vanille est l arôme le plus employé dans le monde : dans les glaces, les flans, les pâtisseries, les parfums Il peut être obtenu à partir de deux espèces chimiques. L une est la vanilline (molécule de formule C8H8O3). L autre est l éthylvanilline de formule C9H10O3 qui n existe pas dans la nature. La vanilline est extraite des gousses du vanillier, plante formant des lianes pouvant atteindre 100 m de long, cultivées à Madagascar, à la Réunion et en Amérique centrale. Le prix de revient de cette extraction étant élevé, les chimistes ont mis au point un procédé de fabrication utilisant des résidus de production de la cellulose à partir du bois. 1. Le terme espèce chimique est-il utilisé pour une description de la matière à l échelle microscopique ou macroscopique? (1) 2. Définir ce qu est une espèce chimique naturelle et une espèce chimique synthétique non artificielle. (1) 3. Uniquement à l aide du texte, donner un exemple d espèce chimique appartenant à chacune des familles citées ci-dessus. On justifiera la ou les réponses. (1)
Énoncé A B C 1. La masse volumique ρ d'un corps de masse m et de volume V vaut : 2. Un corps de masse volumique ρ a, par rapport à l'eau de masse volumique ρ eau, une densité d égale à : 3. La masse volumique ρ d'un corps, sa masse m et son volume V sont reliés par : 4. Deux béchers (a) et (b) contiennent le même volume V de liquides. (a) contient de l'éthanol (ρ éthanol = 0,78 g.ml -1 ) et (b) contient de l'eau (ρ eau = 1,0 g.ml -1 ). La masse d'eau contenue dans (b) est : supérieure à celle de l'éthanol contenu dans (a) inférieure à celle de l'éthanol contenu dans (a) égale à celle de l'éthanol contenu dans (a) 5. La température de fusion d'une espèce chimique est : caractéristique de cette espèce la température pour laquelle l'espèce fond la température de l'espèce pour laquelle l'espèce se dissout dans l'eau 6. On ajoute 2 g de diiode dans 100 ml d'eau. Après agitation, la solution prend une coloration brune mais il reste du diiode solide au fond du bécher. La solubilité du diiode dans l'eau est : 7. Broyer des épinards dans un solvant, c'est réaliser une : 8. Presser un fruit pour en extraire le jus est une : 9. Pour séparer deux liquides non miscibles, il faut réaliser une : égale à 20 g.l -1 nulle inférieure à 20 g.l -1 macération expression décoction expression décoction macération filtration décantation évaporation 10. Un liquide non miscible à l'eau surnage au dessus de celle-ci si : sa densité est supérieure à celle de l'eau sa densité est inférieure à celle de l'eau sa masse est inférieure à celle de l'eau
Fiche réponses Questions Réponse(s) 1 B 2 B 3 B et C 4 A 5 A et B 6 C 7 A 8 A 9 B 10 B Énoncé A B C 1. La molécule d'eau, de formule H 2 O, contient : 1 atome d'oxygène 2 atomes d'oxygène 2 atomes d'hydrogène 2. Une molécule de dioxyde d'azote est formée d'un atome d'azote et de deux atomes d'oxygène. Sa formule s'écrit : 3. Une molécule de peroxyde d'hydrogène est formée de deux atomes d'hydrogène et de deux atomes d'oxygène. Sa formule s'écrit : 4. Une molécule d'ozone a pour formule O 3. Deux molécules d'ozone s'écrivent : NO 2 N 2 O N2O 2HO H 2 O 2 H 2 O O 6 6 O 2 O 3 5. CH 3 F est une : formule brute formule semi-développée formule développée 6. CH 3 est une : CH 3 CH OH formule brute formule semi-développée formule développée 7. Ces deux molécules sont celles d'espèces : différentes identiques isomères
8. Ces deux molécules sont celles d'espèces : différentes identiques isomères 9. La molécule suivante : CH 3 CH = OH contient : 1 liaison double 6 liaisons simples 1 liaison simple 10. Une molécule : est électriquement neutre peut être chargée positivement peut être chargée négativement 11. Le groupe caractéristique hydroxyle est présent dans : l'éthanol le méthoxyméthane CH 3 O CH 3 l'éthanal CH 3 C O H Fiche réponses Questions Réponse(s) 1 A et C 2 A 3 B 4 C 5 A 6 B 7 B 8 A et C 9 A et B 10 A 11 A Exercice n 2 : Extraction d un acide (3 pts) On a réussi à extraire une espèce chimique. C est un solide. Sa température de fusion est de 153 C. D autre part, 1,51 L de ce solide a une masse de 2700 g. 1. Définir la masse volumique d'un corps. (1) 2. Calculer la masse volumique de l'espèce chimique solide étudiée dans cet exercice. (0,5) 3. Monter que la densité de cette espèce chimique est égale à 1,79. (1) 4. À partir des données du tableau, proposer un nom pour cette espèce chimique. Bien justifier la réponse. (0,5)
EXERCICE N 4 : Médicament pour enfant 3,5 points Voici les extraits des notices de deux médicaments : 1. La posologie du médicament est généralement de 10 mg par kg toutes les quatre heures. Quelle masse de paracétamol un enfant pesant 30 kg peut-il ingérer toutes les quatre heures? Le médicament A est-il adapté à l enfant? 2. Que signifie la phrase «la solubilité du paracétamol dans l eau est 14 g.l -1»? 3. Un préparateur en pharmacie prépare une solution buvable pour un client en mélangeant m = 3,4 g de paracétamol dans un volume d eau de V = 200 ml. La solution préparée est-elle saturée? Justifier. EXERCICE N 3 : Volume xx points Une solution injectable de chlorure de sodium est préparée à 20 C en dissolvant m = 21,4 g de cristaux de chlorure de sodium dans V eau = 100 ml d eau distillée. 1/ Déterminer la masse m eau d eau distillée utilisée. 2/ Déterminer le volume de l échantillon de sel utilisé. 3/ La masse totale est conservée lors de la dissolution. Cela signifie que la masse de la solution est égale à la somme de la masse du solvant (l espèce qui dissous) et du soluté (l espèce qui est dissoute). a. Déterminer le volume V sol de la solution obtenue. b. Le volume V sol a-t-il été conservé lors de la dissolution? Données : Masse volumique de l eau à 20 C : eau = 0,998 g.cm 3 ; Masse volumique de chlorure de sodium solide à 20 C : = 2,16 g.cm 3 ; Masse volumique de la solution obtenue, à 20 C : sol = 1,13 g.cm 3. Document 1 : Le lac Rose, de son vrai nom lac Retba, est l'un des sites les plus visités de la presqu île du Cap-Vert au Sénégal. C est un grand lagon de 3 km², peu profond, entouré de dunes et situé à quelques centaines de mètres de l océan Atlantique, à 35
km au nord-est de Dakar. Sa couleur est due à une cyanobactérie, organisme microscopique qui fabrique, surtout par temps de vent sec, un pigment rouge pour résister à la concentration de sel. L'eau est particulièrement salée : 380 grammes par litre! Le sel est exploité depuis les années 1970. Les hommes, dans l'eau jusqu'à la poitrine, cassent avec un piquet le sel déposé sur le fond avant de le ramasser à la pelle pour remplir des pirogues. http://fr.wikipedia.org/wiki/lac_rose Document 2 : Le processus d évaporation Lorsqu'il existe un volume libre au-dessus d'un liquide, une fraction des molécules composant le liquide est sous forme gazeuse. Des courants d air ascendant chassent ces molécules échappées du liquide et sont remplacées par d autres, issues du liquide. Définitions : Une Solution est obtenue par dissolution d'un soluté dans un solvant ; la solution est saturée lorsque le soluté introduit ne peut plus se dissoudre et forme un précipité. Document 3 : Salinité : Une caractéristique de l eau de mer est bien sûr d être salée. Cette salinité est de l ordre de 37 g/l en Méditerranée, et d'environ 35 dans les océans (dont environ 27 g de chlorure de sodium et 5 g d'autres chlorures (magnésium, calcium et potassium), les 3 g restant étant principalement composés de sulfates, carbonates et bromures. Le sel de mer est un composé dont le nom complet en chimie est chlorure de sodium. Il tend à se dissoudre dans l eau jusqu à une concentration de saturation de 359 g/l. http://fr.wikipedia.org/wiki/mer 1. Quelle est la quantité maximale de chlorure de sodium qu on peut dissoudre dans un bécher contenant 250mL d eau du lac Rose? 2. Que se passe-t-il si de l eau s évapore? 3. Quelle masse de sel récolte-t-on s il s évapore 100 ml d eau? 4. Récolte-t-on également du sel si on réalise la même expérience avec 250 ml d eau de la Méditerranée?