Aurélie 05/02
chimie

concours Kiné Assas 2002

acide base

hydrolyse d'un ester

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On considère trois solutions aqueuses de même pH =2,7. La première est une solution d'acide monochloroéthanoïque de concentration 5 10-3 mol/L, la seconde une solution d'acide éthanoïque de concentration 0,25 mol/L et la troisième une solution d'acide chlorhydrique de concentration 2 10-3 mol/L.

  1. Ecrire les formules semi-séveloppées de l'acide monochloroéthanoïque et de l'acide éthanoïque.
  2. Calculer la concentration molaire volumique des ions H3O+ dans chacune des trois solutions acides.
  3. A partir des résultats précédents et en justifiant votre réponse, classer par force croissante ces trois acides.
  4. Calculer le pKa du couple correspondant à l'acide monochloroéthanoïque.
  5. Le pKa du couple correspondant à l'acide méthanoïque a pour valeur 4,8.
    - Le classement effectué en 3/ est -il en accord avec les valeurs des pKa des couples acide/base ? Justifier la réponse.
    - Donner la formule développée de l'acide monochloroéthanoïque et préciser l'influence de la présence de l'atome de chlore dans la molécule sur les propriétés acides de cette molécule. 

corrigé

Cl-CH2-COOH acide monochloroéthanoïque

CH3-COOH acide éthanoïque

[H3O+]= 10-pH = 10-2,7 = 2 10-3 mol/L

les trois solutions ayant le même pH, la concentration en ion oxonium est la même dans les trois solutions.

l'acide chlorhydrique est un acide fort pour lequel pH= -log C.

pour les deux autres solutions ( solutions d'acide faibles), on cherche le pourcentage de molécules dissociées

solution d'acide éthanoïque : 2 10-3/ 0,25 = 8 10-3 ou 0,8%

solution d'acide monochloroéthanoïque : 2 10-3/ 5 10-3 = 0,4 ou 40%

plus il y a de molécules dissociées en ion oxonium , plus l'acide faible est fort.

l'acide de la première solution est plus fort que l'acide de la seconde solution

pH= pKa + log [ClCH2COO-] / [Cl-CH2-COOH]

pKa = 2,7 - log [ClCH2COO-] / [Cl-CH2-COOH]

 [ClCH2COO-] = [H3O+] = 2 10-3 mol/L

conservation de l'élément chlore :

 [ClCH2COO-] + [Cl-CH2-COOH] = 5 10-3 mol/L

[Cl-CH2-COOH] = 3 10-3 mol/L

pKa = 2,7 - log 2/3 = 2,88.

 

le classement ci-dessus est en accord avec les pKa.

l'atome de chlore par effet inducteur déplace vers lui les électrons des doublets de liaisons et en conséquence l'atome d'hydrogène du groupe -COOH est plus mobile. L'acide monochloroéthanoïque est plus fort que l'acide éthanoïque.

L'hydrolyse d'un ester de formule brute C7H14O2 fournit de l'acide 2-méthylpropanoïque et un alcool A. Par oxydation ménagée de A on obtient un produit B qui agit positivement sur la DNPH mais est sans action sur la liqueur de Fehling.

  1. Ecrire la formule semi-développée de l'acide 2-méthylpropanoïque.
  2. Quelle est la nature du produit B. En déduire la classe, la formule semi-développée et le nom de l'alcool A. Justifier les réponses.
  3. En déduire la formule semi-développée et le nom de l'ester de formule brute C7H14O2.
  4. Ecrire l'équation bilan de la réaction permettant d'obtenir cet ester à partir de l'acide 2-méthylpropanoïque et de l'alcool A.

 

corrigé

Le produit B est une cétone car le test est positif avec la DNPH, mais négatif avec la liqueur de Fehling

l'alcool A est un alcool secondaire, le propan-2-ol.

 

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