QCM : oxydo-réduction, chimie organique : concours kiné Poitiers 1999.

Données : potentiel standard E° (V) : Cu2+ / Cu : +0,34 V ; Fe2+ / Fe : -0,44 V ; Zn2+ / Zn : -0,76 V ; Sn2+ / Snu : -0,14 V ; Mg2+ / Mg : -2,37 V. Pour protéger les coques des navires de la corrosion on fixe sur la coque en fer des blocs métalliques appelés anodes sacrifiées, qui sont oxydées à la place de la coque et qui doivent être régulièrement renouvelées. Pour fabriquer ces anodes onpeut utiliser : du cuivre, du zinc, du magnésium, du fer, de l'étain. Un métal est d'autant plus réducteur que son potentiel standard est plus négatif. Le zinc et le magnésium, plus réducteurs que le fer peuvent être utilisés. Un faraday = 96500 C ; M(Pb) = 207,2 g/mol. Une batterie d'accumulateurs pour automobile a une capacité de 100 Ah et une force électromotrice E=12 V. Elle est constituée de 6 éléments montés en série. Au cours d'une décharge la plaque négative de plomb est oxydée : Pb (s) + SO42- = PbSO4 (s) + 2e-. La variation de masse de la plaque négative d'un accumulateur pendant une décharge totale est : -0,773 kg ; -386,5 g ; +386,5 g ; +0,773 kg ; -64,4 g. Le plomb métal s'oxyde : sa masse diminue. Quantité d'électricité : 100 Ah = 100*3600 = 3,6 105 C. Quantité de matière d'électrons : n(e-) = 3,6 105 /96500 =3,73 mol Quantité de matière de plomb : n(Pb) = ½n(e-) =0,5*3,73 =1,865 mol Masse de plomb correspondante m = n(Pb) M(Pb) = 1,865*207,2 =386,5 g La masse de plomb diminue de 386,5 g ; réponse - 386,5 g. On a mesurer les chaleur de réaction, à 25°C, des combustions suivantes : C (s) + O2(g) = CO2(g) ; Q1 = -395 kJ mol-1. CO (g) + ½O2(g) = CO2(g) ; Q2 = -285 kJ mol-1. Déduire de ces mesures la chaleur de formation Q, dans les mêmes conditions, du monoxyde de carbone selon la réaction : C (s) + ½O2(g) = CO(g) (+110 kJ mol-1 ; -110 kJ mol-1 ; -220 kJ mol-1 ; +220 kJ mol-1 ; -110 kJ ). C (s) + O2(g) = CO2(g) ; Q1 = -395 kJ mol-1. CO2(g) = CO (g) + ½O2(g) ; -Q2 = +285 kJ mol-1. puis additionner et simplifier pour trouver C (s) + ½O2(g) = CO(g) Q = Q1-Q2 =-395+285 = -110 kJ mol-1. On fait barboter 1 m3 d'air pollué dans l'eau. Le dioxyde de soufre présent dans l'air se dissout entièrement. La solurion aqueuse obtenue est dosée par une solution de permanganate de potassium à 10-4 mol/L et en milieu acide ( sulfurique). Il faut verser 4,7 mL pour atteindre l'équivalence Equation du dosage :2 2MnO4- + 5 SO2 aq + 2H2O = 5 SO42- + 2Mn2+ + 4H+aq. La teneur en dioxyde de soufre dans l'air étudié est donc : 0,190 mmol/L ; 1,175 mmol/L ; 1,175 µmol m-3 ; 0,190 µmol m-3 ;1,175 nmol /L. Quantité de matière d'ion permanganate à l'équivalence : 4,7 * 10-4 mmol. On note n la quantité de matière initiale de SO2 dans 1 m3 d'air. avancement (mol) 2MnO4- + 5 SO2 aq initial 0 4,7 * 10-4 n en cours x 4,7 * 10-4 -2x n-5 fin xfin 4,7 * 10-4 -2xfin n-5xfin A l'équivalence, es quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométiques : 4,7 * 10-4 -2xfin = 0 ; xfin =4,7 * 10-4 / 2 = 2,35 10-4 mmol. n-5xfin =0 ; n = 5 xfin = 5*2,35 10-4 =1,175 10-3 mmol dans 1 m3. 1,175 10-3 mmol m-3 = 1,175 10-6 mol m-3 =1,175 µmol m-3 = 1,175 10-6 mmol L-1 = 1,175 nmol L-1. Par des dosages appropriés on détermine la composition en ester à l'équilibre lors de la réaction d'estérification entre l'acide éthanoïque et l'éthanol. Le mélange initial contieny 2 mol d'acide et 1 mol d'éthanol. A l'équilibre il s'est formé 0,845 mol d'ester. Combien reste t-il de moles d'acide à l'équilibre ? 1,255 ; 1,005 ; 1,000 ; 1,115 ; 0,155. avancement (mol) CH3-COOH + C2H6O = CH3-COO C2H5 + H2O initial 0 2 1 0 0 en cours x 2-x 1-x x x fin ( équilibre ) xfin 2-xfin 1-xfin xfin xfin xfin = 0,845 mol d'où 2-xfin = 2-0,845 =1,155 mol d'acide.     Dans la molécule de tétracycline ( antibiotique), de formule : il y a : 3 fonctions cétone; 1 fonction amide ; 1 fonction acide carboxylique ; 5 fonctions alcool ; 2 fonctions cétone.   On réalise l'hydratation du propène. On obtient majoritairement : du propan-1-ol ; du propan-2-ol.La règle de Markovnikov permet de prévoir sur quel atome de carbone se fixe l'hydrogène de l'hydracide ( ou de H2O) : l'atome d'hydrogène se fixe sur l'atome de carbone le moins substitué ( formation du carbocation le plus stable ) On réalise l'oxydation ménagée de l'alcool majoritaire obtenu, supposé pur ; On peut caractériser le produit obtenu en utilisant : le BBT ; le réactif fe Tollens ; la 2,4-DNPH. L'oxydation ménagée d'un alcool secondaire conduit à une cétone ; Une cétone donne un test positif avec la 2,4-DNPH et un test négatif avec le réactif fe Tollens. La masse molaire de l'acide malique est M = 134 g/mol. le jus de pomme contient de l'acide malique. Ce composé est constitué des seuls éléments carbone, hydrogène et oxygène. La combustion complète d'une masse m=1,34 g d'acide malique donne 1,76 g de dioxyde de carbone et 0,54 g d'eau. La formule brute de l'acide malique est : C4H8O4 ; (M = 120 g/mol ) C4H6O5 ; (M = 134 g/mol ; % H : 6/1,34 =4,48 % ; %C : 48/1,34 =35,8 % ) C5H10O4 ; (M = 134 g/mol ; % H : 10/1,34 =7,46 % ; %C : 60/1,34 =44,8 %) C6H14O3 ; (M = 134 g/mol ; % H : 14/1,34 =10,44 % ; %C :72/1,34 =53,7 %) C7H18O2 ; (M = 134 g/mol ; % H : 18/1,34 =13,43 % ; %C :84/1,34 =62,7 % ) Dans 0,54 g d'eau il y a : 0,54*2/18 = 0,06 g d'élément hydrogène dans 1,34 g d'acide malique, soit en pourcentage : 6/1,34 = 4,48 %. Dans 1,76 g de dioxyde de carbone il y a 1,76*12/44 = 0,48 g de carbone. 0,48 g de carbone dans 1,34 g d'acide malique soit : 0,48*100/1,34 =35,8 %. On considère les deux molécules suivantes : (a) H3C-CH=CH-CH2OH ; (b) H3C-CH2-CH=CH2O ; - (a) et (b) sont deux alcools ( a : alcool et b : ènol ) - (a) et (b) sont deux molécules chirales - (a) et (b) sont deux isomères de configuration - (a) et (b) sont deux isomères de constitution ( Vrai) - (a) et (b) possèdent chacune des configurations Z et E ( Vrai) ( les atomes de carbone doublement liés possèdent des substituants différents ) La réaction de saponification est : -totale et lente (Vrai) - limitée et rapide. Dans l'ion carboxylate d'un savon, le groupe carboxylate est : - hydrophile (Vrai) ; lipophile ; hydrophobe. Soient les 4 molécules suivantes : - a et b sont des isomères de configuration - a et b sont des conformères ( Vrai) - a et b sont deux énantiomères - c est appelé conformère décalé droite - d est appelé conformère décalé anti (Vrai)

retour -menu