Aurélie sept 2000


devoirs en seconde

origine des exercices ( académie de Lyon)

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1

chromatographie des colorants alimentaires

  1. définir : macération et décoction.
  2. On dispose de 3 solutions : la première comporte un colorant jaune (E102), la seconde un colorant bleu (E131) et la troisième le colorant du sirop de menthe. On dispose également de tout le matériel nécessaire pour réaliser une chromatographie sur couche mince.
  3. Proposer une méthode permettant de vérifier que le colorant du sirop de menthe est un mélange des colorants jaune et bleu.
  4. Avec l'éluant choisi, on mesure Rf(E102) = 0,70 et Rf(E131) = 0,35. Représenter le chromatogramme obtenu avec les 3 solutions lorsque l'éluant a migré de 50 mm sur la plaque.
  5. Quel est le colorant le plus soluble dans l'éluant utilisé ?

corrigé

 

décoction ou infusion :

laisser un végétal au contact de l'eau chaude afin que certains de ces consituants s'y dissolvent. 

macération :

afin de concerver l'arôme de certains végétaux, on peut les faire macérer , à froid ou à chaud dans des huiles.

Le colorant le plus soluble dans l'éluant utilisé migre le plus vite ; il a le plus grand rapport frontal



2

extraction par solvant

On souhaite extraire l'essence d'anis (appelée anéthole) de grains d'anis. On dispose de plusieurs solvants dont voici les caractéristiques :

Données concernant l'anéthole : Téb. = 234 °C Tf = 21,3 °C

  1. Avec quels solvants est-il possible de réaliser la macération de l'anis pour extraire l'anéthole ?
  2. On veut réaliser une extraction liquide-liquide de la solution d'anéthole avec de l'eau pour éliminer les impuretés solubles dans l'eau. Ceci permet d'éliminer un choix de solvant d'extraction. Lequel ?
  3. En tenant compte des consignes de toxicité, indiquer quel est le meilleur solvant à utiliser pour la macération.
  4. Quelle opération faut-il effectuer par la suite pour éliminer les grains d'anis ?
  5. Indiquer quel est l'état physique (solide, liquide ou gazeux) du solvant d'extraction et de l'anéthole à : T = 0°C ; T=25°C ; T=100°C
  6. Déduire deux méthodes différentes permettant d'isoler l'anéthole.

corrigé



L'anis doit être soluble dans le solvant et le solvant ne doit pas être toxique:

donc ether ou éthanol (le meilleur , il n'est pas toxique)

Le second solvant ne doit pas être miscible avec l'eau ce qui élimine l'éthanol.

Les grains d'anis sont éliminés par filtration

L'éthanol est liquide à 0° et à 25° par contre c'est un gaz à 100°.

En refoidissant le mélange éthanol + anéthole à une température inférieure à 21°, l'anéthole devient solide : il suffit de filtrer.

En distillant ce même mélange l'éthanol s'évapore à 78° et le résidu dans le ballon est l'anéthole.



3

eucalyptol

  • Peser environ 10 g de feuilles d'eucalyptus. Les émietter très finement puis les introduire dans un erlenmeyer de 125 mL. Ajouter 50mL d'eau bouillante, adapter un réfrigérant à air sur l'erlenmeyer.
  • Chauffer à reflux 15 minutes, laisser refroidir, la décoction est prête.Filtrer sur papier filtre et recueillir la solution.
  • Introduire la solution dans une ampoule à décanter. Ajouter 2 mL de cyclohexane .Agiter. Recueillir la phase organique dans un flacon , boucher ; celle-ci sera utilisée directement pour réaliser la chromatographie sur couche mince.
  • Effectuer la chromatographie. Révèlateur diiode.
  1. Quelles sont les deux données qui justifient l'extraction de l 'eucalyptol par l'eau bouillante ?Quelle est l'utilité du réfrigérant à air ?
  2. Après la décoction où se trouve l'eucalyptol ?
  3. Le cyclohexane est il un solvant adapté à l'extraction ? Le dichlorométhane était-il utilisable ?Pour quelle raison le cyclohexane a t -il été choisi ?
  4. Dans quelle phase se trouve l'eucalyptol après la décantation dans l'ampoule à décanter ?

corrigé


L'eucalyptol a une température d'ébullition bien supérieure à celle de l'eau 100°.

L'eucalyptol est d'autant plus soluble dans l'eau que la température est élevée (tout en restant inférieure à 100°)

Le réfrigérant à air condense les vapeurs et évite les pertes de matière.


Après chauffage à reflux, l'eucalyptol étant soluble dans l'eau chaude se trouve dans l'eau.

cyclohexane et dichlorométhane sont des solvants aptent à l'extraction (l'eucalyptol y est soluble, beaucoup plus que dans l'eau à 20°). Le dichlorométhane étant toxique , le cyclohexane est préférable.


Après décantation l'eucalyptol se trouve dans le cyclohexane, solvant de densité inférieure à celle de l'eau. Le mélange cyclohexane + eucalyptol occupe la partie supérieure de l'ampoule.



4

atomes et ions

 
  1. Quelle est la charge globale d'un atome ?
  2. Quelles particules constituent l'atome ? Comparer leurs charges et leur masses.
  3. Qu'est-ce qu'un anion ? donner un exemple.
  4. Qu'est-ce qu'un cation ? donner un exemple.
  5. Quels sont les symboles chimiques du carbone, du sodium et du zinc ?
  6. A quels éléments correspondent les symboles chimiques Ag, Al et Au ?
  7. Qu'est-ce qu'une liaison covalente simple ?
  8. Comment s'appelle la dernière colonne du tableau périodique ?

    corrigé


fiches de cours interactives

l'atome est globalement neutre (noyau positif au centre et électrons négatifs à la périphérie)

protons positifs et neutrons constituent le noyau

électrons négatifs dont la masse est environ 2000 fois plus petite que celle d'un nucléon (proton et neutron)


un anion est un atome ou un groupe d'atomes ayant gagné un ou plusieurs électrons

Cl- chlorure NO3- nitrate SO42- sulfate

un cation est un atome ou un groupe d'atomes ayant perdu un ou plusieurs électrons

Na+ sodium NH4+ ammonium Ca2+ calcium


symboles chimiques: sodium : Na ; zinc Zn ; carbone C

Ag : argent Au : or Al : aluminium


liaison covalente : mis en commun par 2 atomes d'un ou de plusieurs doublets d'électrons appelés doublets de liaisons ou doublets liants.
la dernière colonne de la classification périodique est celle des gaz nobles




5

aluminium

  1. Que représente
  2. Calculer la masse du noyau de cet élément, puis celle de l'atome correspondant. Conclure.
  3. Donner sa structure électronique. Combien compte-t-il d'électrons sur sa couche périphérique ?
  4. Quel ion va-t-il former pour satisfaire à la règle du duet et de l'octet ? L'énoncer.
  5. De qui l'ion formé est-il iso électronique ?

masse du proton, mp = 1,673. 10-27kg ; masse du neutron, mn = 1,675. 10-27kg ; masse de l'électron, me = 9,109. 10-31kg.


corrigé


représentation du noyau de l'élément aluminium.

ce dernier compte Z=13 protons positifs et A=27 nucléons

soit A-Z =14 neutrons


masse du noyau : 14* 1,675. 10-27+13*1,673. 10-27

4,52 10-26kg

masse des électrons 13 *9,109. 10-31=1,18 10-29 kg

environ 2000 fois plus petite que celle du noyau : donc la masse de l'atome est pratiquement égale à celle du noyau de l'atome.


2 électrons sur le niveau n=1

8 électrons sur le niveau n=2

3 électrons sur le niveau externe.

Ces 3 électrons sont facilement perdus par l'atome au cours des réactions chimiques et il en résulte l'ion Al 3+ dont la structure électronique est identique à celle du gaz noble le néon.



6

Lewis

Donner les représentations de Lewis des molécules suivantes:

N2 ; C2H2; CO2 ; ClOH


corrigé



seuls les électrons externes sont représentés



7

isomères

  1. Comment appelle-t-on des molécules de formules développées différentes mais dont la formule brute est la même ?
  2. Chercher toutes les formules semi-développées correspondantes à la formule brute : C2H6O.

corrigé


isomères



8

isotopes

On considère les couples (Z ; A) suivants :

(3 ; 7) ; (14 ; 28) ; (7 ; 14) ; (20 ; 40) ; (14 ; 29) ; (7 ; 15) ; (14 ; 30) ; (20 ; 41) ; (3 ; 8).

Regrouper les isotopes d'un même élément et donner le nom de l'élément.


corrigé



isotopes:

même nombre de charge Z,

mais des nombres de neutrons différents( nombres de masse différents)






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