Corps pur et mélange Exercices |
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Exercices :
1)- Exercice N° 05 page 25 :
2)- Exercice N° 08 page 25:
3)- Exercice N° 11 page 35 :
4)- Exercice N° 15 page 25 :
5)- Exercice N° 17 page 26 :
6)- Exercice N° 25 page 26 : |
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Correction :
Nommer des
mélanges : 1- Mélange homogène ou hétérogène :
- Avant
agitation :
- On est en
présence de 3 phases.
- Le
vinaigre, le liquide le plus dense, l’huile et l’alcool (liquide le
moins dense).
- Le mélange
est hétérogène.
- Après
agitation :
-
On est en présence de 2 phases : 2- Nommer les liquides miscibles.
- Le
vinaigre et l’alcool sont des liquides miscibles. |
Correction :
Exploiter un
graphique T =
f (t).
On étudie la
fusion de deux solides A et B. 1- Lequel de ces deux solides est un corps pur ?
- Le solide
A est un corps pur.
-
Justification :
- Un corps
pur possède des constantes physiques spécifiques :
- Sa
température de fusion est une constante physique spécifique.
- Le
changement d’état de l’espèce
A se fait à température
constante.
- Sa
température reste constante pendant toute la durée de la fusion
- Sur le
graphique, on observe une portion de droite horizontale.
- On peut
déterminer la valeur de la température de fusion par une lecture
graphique.
- La
température de fusion :
Tf
≈ 50 ° C
- Le solide
B est un mélange :
-
Le changement d’état ne se fait pas à température
constante. 2-
État physique de A et de B à 60 ° C.
-
Exploitation du graphique :
- À 60 ° C,
le mélange B se trouve à
l’état solide et le corps pur
A à l’état liquide. |
Énoncé :
Déterminer une
densité.
Pour
déterminer la densité du dichlorométhane,
on pèse une
fiole jaugée de volume V = 50 mL
remplie de ce
liquide.
On trouve une
masse m = 128,7 g.
La masse de la
fiole vide est m0 = 61,5 g.
1-
Déterminer la masse volumique de ce liquide et
l’exprimer en g . mL–1. 2- En déduire la
densité du dichlorométhane.
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Correction :
Déterminer une
densité.
- Masse
m1 du
dichlorométhane dans le volume
V :
-
m1
= m –
m0
-
m1
= 128,7 – 61,5
-
m1
= 67,2 g
- Masse
volumique ρ1
du dichlorométhane :
- 2- Densité d1 du dichlorométhane.
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Énoncé :
Analyser un
chromatogramme : On réalise une CCM en déposant une goutte de solution d’huile essentielle
de menthe en
1, de menthol en 2, de menthone en
3, de menthofurane en 4 et d’eucalyptol en 5.
On obtient le
chromatogramme ci-dessous. 1- L’huile essentielle étudiée est-elle un corps pur ou
un mélange ? 2- Quels constituants de l’huile essentielle peut-on
identifier ?
Rédiger la
réponse sous la forme d’un texte argumentatif en employant :
J’observe que…Or je sais que…J’en déduis que… |
Correction :
Analyser un
chromatogramme : 1-
L’huile essentielle étudiée : corps pur ou mélange :
- L’huile
essentielle est un mélange.
-
Sur le chromatogramme, on observe plusieurs taches
qui découlent du dépôt 1.
2- Quelques constituants de l’huile essentielle : - J’observe que certaines taches du dépôt 1 (huile essentielle) sont à la même hauteur que celles qui correspondent au menthol,
à la menthone et au
menthofurane.
- Comme des
espèces chimiques identiques migrent à des hauteurs identiques sur
une même plaque de chromatographie.
- J’en
déduis que l’huile essentielle contient :
- Du
menthol,
- De la
menthone,
- Et du
menthofurane. |
Énoncé : Des caractéristiques physiques différentes : On dispose de trois espèces chimiques dont les
caractéristiques physiques (température d’ébullition Teb,
masse volumique ρ et indice de réfraction n) sont assemblés dans le tableau ci-dessous. Tableau :
1- Quelle caractéristique convient-il d’utiliser pour
identifier sans ambiguïté le cyclohexène ? Justifier. 2- Élaborer le protocole expérimental permettant de distinguer
le
méthylpropan-2-ol et le butan-2-ol. |
Correction : Des caractéristiques physiques différentes : Tableau :
1-
Identification du cyclohexène et justification :
- On peut
identifier le cyclohexène à partir de son indice de réfraction :
n = 1,445.
- Il est
différent de celui du méthylpropan-2-ol (1,388) et du butan-2-ol
(1,393).
- On ne peut
pas différencier le cyclohexène et le méthylpropan-2-ol à partir de
leurs températures d’ébullition.
-
Leurs valeurs sont trop proches.
2- Protocole expérimental permettant de distinguer le méthylpropan-2-ol
et le butan-2-ol.
- On peut
différencier le méthylpropan-2-ol et le butan-2-ol grâce à leur
température d’ébullition.
- On verse
dans deux erlenmeyer du méthylpropan-2-ol et du butan-2-ol.
- On les
place sous la hotte avec un thermomètre.
- On les
porte les liquides à ébullition avec précaution.
- On note la
température d’ébullition de chaque produit. |
Énoncé :
L’acide
fumarique :
L’acide
fumarique a la même formule chimique que l’acide maléique. 1- Peut-on différencier expérimentalement l’acide
maléique et l’acide fumarique par des mesures de masses volumiques ?
Justifier. 2- Décrire une expérience possible permettant de
différencier expérimentalement ces deux espèces en utilisant les
données de solubilité fournies. 3- Le banc Kofler est une plaque métallique chauffante sur laquelle s’établit un gradient de température.
Il permet la
mesure de la température de fusion d’une espèce chimique : on place
le solide sur la plaque et on repère la température de fusion
lorsque du liquide apparaît. a)- Sur la photographie ci-dessous, le curseur repère la température de fusion d’un solide.
S’agit-il d’acide fumarique ou
d’acide maléique ? b)- L’espèce
déposée est-elle pure ? Justifier.
Données :
La présence d’impuretés abaisse la température de fusion
d’une
espèce chimique solide.
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Correction :
L’acide
fumarique :
L’acide
fumarique a la même formule chimique que l’acide maléique. 1- Différentiation expérimentale de l’acide maléique et l’acide fumarique par des mesures de masses volumiques et justification :
- La masse
volumique de l’acide maléique : 1,59 g . L–1
- La masse
volumique de l’acide fumarique : 1,64 g . L–1
- Les
valeurs sont trop proches pour pouvoir les différencier par la masse
volumique au Lycée.
-
-
Il faut une précision, dans les mesures, supérieure à
3 % pour pouvoir les différencier. 2- Expérience possible permettant de différencier expérimentalement
ces
deux espèces
en utilisant les données de solubilité fournies :
- On peut
les différencier en utilisant leur différence de solubilité dans
l’eau.
- La différence de solubilité est tellement importante qu’on peut se permettre de faire des
dissolutions dans l’eau :
- Acide
maléique :
- Dans un
erlenmeyer, contenant 100 mL d’eau à 25 °C, on verse une masse
mm =
2,0 g d’acide maléique.
-
Concentration massique de la solution obtenue
(en considérant que la
dissolution est totale) :
-
- Or la
solubilité de de l’acide maléique est :
s = 780 g . L–1
- En
conséquence : Cm
< s,
la dissolution de
l’acide maléique est totale.
- Acide
fumarique :
- Dans un
erlenmeyer, contenant 100 mL d’eau à 25 °C, on verse une masse
mf =
2,0 g d’acide fumarique.
-
Concentration massique de la solution obtenue (en considérant que la
dissolution est totale) :
-
- Or la
solubilité de de l’acide fumarique est :
s = 6,3 g . L–1
- En
conséquence : Cf
> s, la dissolution de
l’acide fumarique n’est pas totale.
- Un volume
V = 100 mL d’eau à 25 °
C ne peut dissoudre que 0,63 g d’acide fumarique.
- Il reste
du solide dans la solution :
-
mr
= mf – 0,63 ≈
2,0 – 0,63
-
mr
≈ 1,4 g
3-
Le banc Kofler :
c)-
Acide fumarique ou d’acide maléique :
- On peut
mesurer la température de fusion de chaque acide en poudre à l’aide
d’un banc Kofler :
- l’acide
maléique fond à 131 ° C alors que l’acide fumarique fond vers 287 °
C.
- (Remarque
: en réalité le banc Kofler ne dépasse pas la température de 260 °
C).
- La lecture
donne :
-
Il s’agit donc de l’acide maléique. d)-
L’espèce déposée est-elle pure ?
- L’espèce
déposée est pure.
- La valeur
mesurée est légèrement supérieure à la valeur donnée dans le
tableau.
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ADDITIF : Acide maléique et acide fumarique : - Étude de l’acide maléique - Nom officiel de l’acide maléique :
Acide (2Z)-but-2-énedioïque. - Formule brute : C4H4O4 - Formules semi-développée :
- Formule topologique :
- Étude de l’acide fumarique : - Nom officiel de l’acide maléique :
Acide (2E)-but-2-énedioïque. - Formule brute : C4H4O4 - Formules semi-développée :
- Formule topologique :
- Ces deux acides ont la même formule brute (C4H4O4 - Isomérie Z ou E : - Si, dans un alcène de formule générale CHX = CHY, les deux atomes d’hydrogène sont dans le même demi-plan par rapport à l’axe de la double
liaison C = C, le stéréo-isomère est Z, dans le
cas contraire, il est E. - L’acide maléique et l’acide fumarique sont des diastéréoisomères (de type Z / E). - Ce sont des stéréoisomères de configuration (même enchainement d’atomes mais représentation spatiale
différente). |
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