Aurélie 01/02
oxydations des alcools

kiné Rouen 2001

exercice suivant : oscilloscope

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  1. Donner les formules semi développées, les noms et les classes des alcools saturés à 3 atomes de carbone. Identifier éventuellement un carbone asymétrique et préciser les deux énantiomères.
  2. On réalise l'oxydation ménagée considérée totale d'une masse m=29,6 g d'un mélange de ces deux alcools. On obtient deux corps organiques dont l'un possède une fonction acide.
    - Donner l'équation bilan de l'oxydation par le dioxygéne de ces deux alcools.
    - Donner les formules semi-développées et les noms des produits formés. Proposer deux tests chimiques permettant de les différencier.
  3. On réalise une solution aqueuse de volume égal à 2 L avec tout l'acide formé. La solution a un pH de 3.
    - Ecrire l'équation bilan de la réaction qui s'est produite lors de la dilution et préciser les noms des espèces formées.
    - Calculer la masse d'acide lors de la réaction du 2/.
    - Donner la composition centésimale massique du mélange initial de ces deux alcools avec deux chiffres significatifs.

données : on utilisera la valeur de 5 pour le pKa de l'acide considéré.

masse atomique molaire g/mol : C=12; O=16; H=1 

corrigé

formule brute d'un alcool saturé à 3 atomes de carbone : C3H8O.

CH3 -CH2-CH2OH propan-1-ol (alcool primaire)

CH3 -CHOH-CH3 propan-2-ol (alcool secondaire)

équation de la combustion :

C3H8O + 4,5 O2 donne 3CO2 + 4 H2O

oxydation ménagée :

l'oxydation ménagée du propan-1-ol conduit au propanal CH3 -CH2-CHO (aldehyde)

puis à l'acide propanoïque CH3 -CH2-COOH

l'aldehyde réducteur réduit la liqueur de Fehling ( solide rouge Cu2O), réduit le nitrate d'argent ammoniacal en argent , colore en rose le réactif de Schiff.

l'oxydation ménagée de l'alcool secondaire conduit à la propanone CH3 -CO-CH3 ( cétone)

la liaison carbonyle >C=O est mise en évidence à l'aide de la D.N.P.H : on obtient un solide jaune.

acide propanoïque : acide faible (noté AH par la suite)

CH3 -CH2-COOH + H2O équilibre avec CH3 -CH2-COO- + H3O+.

la base conjuguée est l'ion propanoate (notée A- par la suite)

relation donnant le pH d'une solution contenant un acide faible

pH=pKa + log ([A-]/[AH])

3 =5 + log ([A-]/[AH]) donne log ([A-]/[AH]) = -2 et [A-]/[AH] = 0,01.(1)

la solution d'acide propanoïque est électriquement neutre :

[A-] + [HO-] = [ H3O+ ]

à pH=3 l'ion hydroxyde est minoritaire donc [A-] voisin [ H3O+ ] soit 10-3 mol/L.

(1) donne alors : [AH] = 10-3 / 0,01 = 0,1 mol/L

conservation de l'élément carbone : [AH] + [A-] = n1 / 2

n1 : Qté de matière d'acide obtenu à partir de n1 mol d'alcool primaire et 2 L volume de la solution.

0,1 + 0,001 = 0,5 n1 d'où n1 = 0,202 mol.(alcool primaire)

Qté de matière d'alcool primaire et secondaire à l'état initial :

masse molaire alcool C3H8O : 3*12+8 +16 = 60 g/mol

masse (g) / masse molaire (g/mol) = 29,6 / 60 = 0,493 mol

soit 0,493 - 0,202 = 0,291 mol alcool secondaire.

composition centésimale massique :

propan-1-ol : 0,202*100 / 0,493 = 41%

propan-2-ol : 59%

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