Physique chimie, l'huile de lin, concours général 2020.

16. Justifier l'emploi d'huile de lin dans ma majorité des vernis à l'huile utilisés par les luthiers.
Chaque luthier cherche :
à garantir au violon une protection durable,
à lui donner un bel aspect brillant,
à préserver sa sonorité sur le long terme.
2.1. Détermination de l'indice d'iode théorique de l'huile de lin.
17. Déterminer la quantité de matière de chacun des acides gras insaturés présents dans l'huile de lin.
Composition massique d'un flacon de 100 mL en acide gras.

acide linolénique C₁₈H₃₀O_{2 M =278 g / mol}	acide linoléique C₁₈H₃₂O₂M =280 g / mol	acide oléique C₁₈H₃₄O₂M =280 g / mol	acides saturés
53 %	13%	22 %	12 %
93 x0,53 /278=0,177 mol	93 x0,13 /280=0,043 mol	93 x0,22 /282=0,073 mol

Masse volumique à 20 °C : 0,93 g / mL.
18. Ecrire l'équation de la réaction du diiode sur une double liaison < C = C <.
< C = C < + I₂ --->

19. En déduire l'indice d'iode théorique de cette huile.
L'indice d'iode est la masse de diiode I₂ ( M = 254 g / mol) capable de sa fixer sur 100 g de corps gras.
Dans 100 g de corps gras : .

	acide linolénique C₁₈H₃₀O_{2 M =278 g / mol}	acide linoléique C₁₈H₃₂O₂M =280 g / mol	acide oléique C₁₈H₃₄O₂M =280 g / mol
Quantité de matière (mol)	0,177 *100 / 93 =0,19	0,043 *100 / 93 =0,0462	0,073 *100 / 93 =0,0785
Nombre de double liaison C=C	3	2	1
Masse de diiode (g)	3 x0,19 *254 ~145	2x0,0462 x254 =23,5	0,0785x254=19,9

Indice d'iode :145 +23,5 +19,9 ~188.

2.2 Détermination expérimentale de l'indice d'iode de l'huile de lin.
Etape 1 : le chlorure d'iode ICl est ajouté en excès à une masse ce corps gras connue avec précision.
R-CH=CH-R' + ICl --> R-CH Cl -- CH I - R'.
Etape 2. L'excès de chlorure d'iode est transformé en diiode par ajout d'iodure de potassium en excès.
Etape 3. On titre le diiode formé lors de l'étape 2 par une solution de thiosulfate de sodium de concentration C = 0,20 mol / L..
2.3 a propos de l'étape 1.
20. Ecrire l'équation de la réaction entre le chlorure d'iode est l'acide linoléique.
C₁₈H₃₀O₂+2ICl -->C₁₈H₃₀O₂ I₂Cl₂.
21. A quelle type de réaction appartient cette réaction ?
Réaction d'addition sur une double liaison C=C.
22. Cette étape pourrait-elle être facilement mise en oeuvre dans un laboratoire de lycée ?
Non, cette étape met en oeuvre du chloroforme ou du trichlorométhane, substances dangereuse par ingestion et inhalation.
23. Expliquer le rôle de chacun des deux erlenmeyers dans cette méthode.
L'un des erlenmeyer contient le chlorure d'iode et l'huile de lin. L'ensemble des trois étapes se déroule dans ce dernier.
L'autre ne contient pas de liaison C=C, mais le chlorure d'iode. On détermine ainsi la quantité de matière initiale de chlorure d'iode.
2.4. A propos de l'étape 2.
24. Déterminer l'équation de la réaction modélisant la seconde étape.
ICl_excès +KI ---> I₂ + KCl.
ou bien ICl + I^-_aq--> I₂aq + Cl^-aq.
25. Proposer une explication quant aux 5 minutes d'agitation avant le titrage.
La réaction entre le chlorure d'iode et l'ion iodure est sans doute lente. L'agitation permet la transformation totale du chlorure d'iode excédentaire en diiode.
2.5. A propos de l'étape 3.
26. Les couples oxydant / réducteur mis en jeu sont I₂aq / I^-aq et S₄O₆^2-aq / S₂O₃^2- aq.
En déduire l'équation de la réaction support du titrage.
Oxydation : 2S₂O₃^2- aq --> S₄O₆^2-aq +2e^-.
Réduction : I₂ aq + 2e^- --> 2I^-aq.
Bilan : 2S₂O₃^2- aq + I₂ aq --> S₄O₆^2-aq +2I^-aq.
27. Soient n(I₂)_A et n(I₂)_B, les quantités de matière de diiode se trouvant dans les deux erlenmeyers A et B à l'issue de la seconde étape, avant titrage. Exprimer chacune d'entre elles en fonction de C V_{éq A} ou V_{éq b}.
n(I₂)_A = 0,5 C V_{éq A}. n(I₂)_B = 0,5 C V_{éq B}.
28. En déduire l'expression des quantités de matière restantes n_restant (ICl) dans les erlenmeyer à l'issue de l'étape 1.
n_restant (ICl) _A = n(I₂)_A = 0,5 C V_{éq A}.
n_restant (ICl) _B = n(I₂)_A = 0,5 C V_{éq B}.
29. En déduire l'expression de la quantité de matière de chlorure d'iode ayant réagi au cours de l'étape 1 avec les double liaisons des acides gras présents dans l'huile de lin.
n_réagi (ICl) = n(I₂)_A = 0,5 C (V_{éq B} - V_{éq A}).
30. En déduire la valeur de l'indice diode expérimental de cette huile de lin. Commenter.
V_{éq B} = 22,40 mL ; V_{éq A}= 4,00 mL ; C = 0,20 mol/ L
n_réagi (ICl) =0,10* ( 22,4 -4,00) 10^-3 =1,84 10^-3 mol.
Le chlorure d'iode se comporte comme le diiode.
n(I₂) =1,84 10^-3 mol.
Masse de diiode :1,84 10^-3 *254 =0,467 g.
Masse d'huile de lin mesurée : m = 0,252 g.
Indice d'iode de cette huile : 0,467 / 0,252 * 100~185.
Ce résultat est cohérent avec celui de la question 19.