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2017

Détails: Catégorie : Exercices du BAC

L'acétone ou propanone $(CH3_-CO-CH_3)$ , liquide à température ordinaire, est un solvant très utilisé dans l'industrie et en laboratoire. On l'utilise en particulier comme dissolvant de colles ou pour le dégraissage industriel. L'acétone permet également de fabriquer des matières plastiques et des médicaments.
Un laborantin met au point un protocole expérimental permettant de synthétiser la propanone et de suivre l’évolution de la réaction de synthèse au cours du temps.

1.1 Il réalise la synthèse de la propanone par oxydation du propan-2-ol par l’ion dichromate $Cr_2O^{2-}_7$ en milieu acide.

1.1.1 Ecrire le groupement fonctionnel de la propanone et dire à quelle famille elle appartient. (0,5 pt)

1.1.2 Montrer à partir des demi-équations des couples mis en jeu que l’équation-bilan de la réaction

chimique s’écrit : $3C_3H_8O+Cr_2O^{2-}_7+8H^+\rightarrow 3C_3H_6O+2Cr^{3+}+7H_2O$ (0,75 pt)

Couples oxydants /réducteurs mis en jeu :

- couple ion dichromate/ion chrome (III) $(Cr_2O^{2-}_7/Cr^{3+})$

- couple propanone/propan-2-ol $(C_3H_6O/C_3H_8O)$

1.2 Pour suivre l’évolution, au cours du temps, de la quantité de matière (n) de propanone formée, le laborantin introduit dans un erlenmeyer un volume $V_1\quad=\quad50\quad mL$ de solution de dichromate de potassium de concentration molaire $C_1=2.10^{-1}mol.L^{-1}$ , un volume $V_a=49\quad mL$ d’une solution d’acide sulfurique concentrée et un volume $V_2=1\quad mL$ de propan-2-ol. Le mélange est ensuite immédiatement réparti équitablement dans 10 tubes à essais.

1.2.1 Calculer les quantités de matière initiales $n_{01}$ d’ions dichromate et $n_{02}$ ? de propan-2-ol présents dans un tube à essais. En déduire le réactif limitant. (0,75 pt)

Données : masse volumique du propan-2-ol $\rho = 0,785 g/mL$ ; masse molaire M = 60,0 g/mol.

1.2.2 Une méthode appropriée de dosage a permis de déterminer la quantité de matière $n_{r}$ d’ionsdichromate restant dans un tube à l’instant t.
Montrer que la quantité de matière, n, de propanone formée à l’instant t s’exprime par :

$n(mmol)=3(1-n_{r})$ avec $n_{r}$ en mmol. (0,5 pt)

1.2.3 Reproduire le tableau ci-après sur la copie et le compléter. (0,25 pt)

1.2.4 Tracer le graphe n = f (t).Echelle : 1 cm $\rightarrow$ 2 min ; 1 cm $\rightarrow$ 0, 1 mmol (0,50 pt)

1.2.5 Déterminer les vitesses instantanées de formation aux dates $t_1 = 3\quad min$ et $t_2 = 15\quad min$ .

Justifier brièvement l’évolution de cette vitesse. (0,75 pt)

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