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Le 26/05/2013 (1h15min) CONTROLE n°9 1eS

Exercice I : (7 pts)

Un alcool de formule brute C4H100 a quatre isomères que l'on désignera par A, B, C, D. On dispose de trois de ces

isomères A, B, C. On effectue avec chacun d'eux un essai d'oxydation par une solution de permanganate

potassium en milieu acide. ( K+ + MnO4- ) A donne le composé A1; B ne réagi pas ; C donne le composé C1.

1. Ecrire les formules semi-développées des quatre isomères.

- Donner leur nom et leur classe.

- Quel est, des quatre isomères A, B, C, D, celui qui ne subit pas d'oxydation ménagée ? Pourquoi ?

2. On soumet ensuite les composés A1 et C1 à deux tests :

- test 1 à la 2,4-D.N.P.H et test n°2 à la liqueur de Fehling - A1 : test 1 positif et test 2 négatif - C1 : les deux tests sont positifs.

a) Qu'observe-t-on dans le test 1? Quel groupe fonctionnel met-on en évidence? Quels sont les corps

possédant ce groupe fonctionnel ?

b) Quelle propriété met-on en évidence par le test 2 ? A quelle fonction du composé C1 correspond ce test ?

c) Sachant que C1 ne possède pas de chaîne carbonée ramifiée, quels sont sa formule semi-développée et son

nom ? d) Quels sont la formule développée et le nom de A1?

Exercice II : (5 pts)

1) Etablir les demi-équations redox des couples suivants (aq) :

a) IO3 (aq) / I2 (aq) b) H2O2 (aq) / H2O (l) c) Cr2O7 2- (aq) / Cr3+ (aq)

2) 3- en milieu acide. La solution prend une

coloration bleue.

équation de la réaction sachant que les couples rédox sont NO3- (aq) / NO(g) et Cu2+(aq) / Cu(s)

Exercice III : (8 pts)

On réalise une pile formée à partir des couples Zn2+ / Zn et Fe2+ / Fe . Chaque solution a pour volume V= 100 mL

et la concentration initiale des ions positifs est C = 5,0.10-1 mol.L-1 . Données : M(Zn) = 65,4 g.mol-1 ; M(Fe) = 55,8 g.mol-1 ;

I . Réalisation de la pile :

1) Schématiser la pile. Un conducteur ohmique est branché entre ses électrodes.

2) électrode électrode de fer. Préciser sur le schéma le sens du courant et celui des

déplacements dans le circuit extérieur.

3) Préciser le rôle du pont salin.

4) Ecrire les demi-équations des réactions se produisant aux électrodes. Préciser à chaque électrode s'il s'agit

d'une oxydation ou d'une réduction.

5) Ecrire l'équation de la réaction globale qui intervient quand la pile débite.

II. Etude de la pile :

est m= 1,0 g.

6) calculer l'avancement maximal xmax de la réaction.

7) Quel est le réactif limitant ?

8) En déduire électrode de fer.

9) Calculer la concentration finale en ions Zn2+.

10) La pile ayant fonctionne pendant 8 heures et a débitée un courant de 100 mA. Déterminer la capacité de la pile

en coulomb.

CORRECTION

Exercice I : (7pts)

CH3-CH2-CH2-CH2OH butan-1-ol alcool primaire (noté C1) peut s'oxyder en aldehyde ( butanal H3C-CH2-CH2-CHO) puis en acide butanoïque H3C-CH2-CH2-COOH

CH3-CH(CH3)-CH2OH 2-méthylpropan-1-ol alcool primaire peut s'oxyder en aldehyde ( 2-méthylpropanal CH3-

CH(CH3)-CHO ) puis en acide 2-méthylpropanoïque H3C-CH(CH3)-COOH

CH3-CH(OH)-CH2-CH3 butan-2-ol alcool secondaire (noté A1) peut s'oxyder en cétone butanone CH3-CO-CH2-

CH3 test positif avec la DNPH,( solide jaune) et négatif avec Fehling.

CH3-C(CH3)2-OH 2,2diméthylpropan-2-ol alcool tertiaire, pas d'oxydation ménagée.( noté B)

test 1 : mise en évidence du groupe carbonyle C=O des aldehyde et cétone ( formation d'un solide jaune).

test 2 : réactif des aldehydes réducteurs (formation d'un solide rouge Cu2O)

Exercice II : (5pts)

1) a) 2 IO3- (aq) + 12 H+(aq) +10 e- = I2(aq) + 6H2O (l) b) H2O2 (aq) + 2H+(aq) + 2e- = 2 H2O ( l) c) Cr2O72- (aq) + 14 H+(aq) + 6 e- = 2 Cr3+(aq) +7 H2O(l)

2) NO3 - (aq) + 4 H+(aq) + 3 e- = NO (g) + 2H2O (l) (x 2)

Cu (s) = Cu2+ (aq) + 2 e- (x 3)

2 NO3 - (aq) + 8 H+(aq) + 3 Cu (s) = 2 NO (g) + 4 H2O (l) + 3 Cu2+

Exercice III : (5pts)

1) et 2)

3) électroneutralité de la solution.

4) de la réduction: Fe2+ (aq) + 2 e ĺ(s). oxydation ĺ2+ (aq) + 2 e.

5) Fe2+ (aq) + Zn (s) ĺ(s) + Zn2+ (aq)

6)

Etat du systeme Fe2+ (aq) + Zn (s) ĺ(s) + Zn2+ (aq)

Etat initial ni (Fe2+) ni (Zn) ni (Fe) ni (Zn2+)

En cours ni (Fe2+) x ni (Zn )- x ni (Fe) + x ni (Zn2+) + x Etat final ni (Fe2+) xmax ni (Zn )- xmax ni (Fe) + xmax ni (Zn2+) + xmax

ni (Fe2+) = c x V = 5,0.10-1 x 0,100 = 5,0.10-2 mol. ni (Zn) =m / M = 1,0 / 65,4 = 1,5.10-2 mol

Si Fe2+ est le réactif limitant ni (Fe2+) xmax = 0 => xmax = ni (Fe2+) = 5,0.10-2 mol. Si Zn est le réactif limitant ni (Zn) xmax = 0 => xmax = ni (Zn) = 1,5.10-2 mol. xmax = 1,5.10-2 mol

7) Le zinc est le réactif limitant.

8) Compte tenu de 1,5.10-2 mol de zinc a été consommé, et 1,5.10-2 mol de fer

été formés.

1,5.10-2 x 55,8 = 0,84 g

9) Concentration finale en ion zinc :

[Zn2+]f = (ni(Zn2+) + nformé (Zn2+)) / V [Zn2+]f = = (5,0.10-1 x 0,100 + 1,5.10-2 ) / 0,100 = 6,5 . 10-1 mol · L1.

10) Capacite de la pile Q = I x t = 0,100 x 8 x 3600 = 2,88. 103 C.

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