kiné Lariboisière 2000

Aurélie déc 2000

d'après concours kiné Lariboisière 2000

chimie

solution tampon

1. On mélange V₁ mL d'une solution d'acide éthanoïque à 0,1 mol L^-1 et V₂ mL d'une solution de méthanoate de sodium à 0,1 mol L^-1 de façon à obtenir 100 mL d'une solution (S) dont le pH=3,9.

2. Ecrire les équations de dissociation partielle de HCOOH et totale de HCOONa

3. Donner 2 arguments permettant de négliger qualitativement la dissociation de HCOOH

4. Calculer V₁ et V₂.

5. On verse sans variation notable de volume 4 mL d'une solution de soude 0,5 mol L^-1 dans 100 mL de solution S.

Ecrire l'équation bilan de la réaction qui se produit.

Donner l'expression de son Kr

Calculer la valeur de Kr. Conclure.

Quel est le pH du mélange final.

Que deviendrait la valeur du pH si les 100 ml de S étaient remplacer par 100 mL d'eau pure.

Quel est le rôle joué par la solution S.

corrigé

HCOONa ---> HCOO^- + Na⁺.

HCOOH + H₂O en équilibre avec HCOO^- + H₃O⁺.

HCOO^- base faible issue du formiate de sodium réagit peu avec l'eau .

[ HCOO^-]=0,1 v₂ / (v₁+v₂) = 0,1 v₂ /100 = v₂ 10^-3 (v₂ en mL)

HCOOH acide faible réagit peu avec l'eau .

[ HCOOH ]=0,1 v₁ / (v₁+v₂) = v₁ 10^-3 (v₁ en mL)

3,9 = 3,72 + log(v₂/v₁) d'où v₂/ v₁= 1,513

et v₁+ v₂ =100 ; v₁=39,8 mL ; v₂=60,2 mL

HCOOH + OH^- donne HCOO^- + H₂O.

Réaction mettant en jeu l'acide le plus fort et la base la plus forte . La différence des pKa est égale à 10,3. La réaction est donc totale.

Kr = [HCOO^-] / ( [HCOOH ] [ OH^- ] =10^10,3.

total HCOO^- à la fin : 6,02+2 = 8 mmol

pH=3,72 + log (8/1,98) = 4,32 variation inférieure à1%.

S est une solution tampon.

si on ajoute 2 mmol de soude dans 100 mL d'eau pure :

[OH^-]=0,002/0,1= 0,02 mol L^-1.

[H₃O⁺]= 10^-14 /0,02 = 5 10^-13.

pH= 12,3 au lieu de 7 (eau au départ)

chimie organique

1. Un alcool A à chaîne carbonée non ramifiée de formule C₄H₁₀O subit dans un premier temps une oxydation ménagée par le permanganate de potassium en milieu acide. Une fraction du composé B ainsi obtenu forme un précipité orange avec la DNPH et donne un précipité rouge brique avec la Liqueur de Fehling. Dans un deuxième temps, le composé B chauffé avec le dioxygène en présence de cuivre porté au rouge, donne un produit C qui confère une teinte jaune au bleu de bromothymol et rouge à l'élianthine.

Quelle fonction chimique présente chacun des composés A,B, C.
Donner la formule semi développée de A, B,C.
Ecrire l'équation bilan de la réaction d'oxydation par le permanganate de potassium. L'un des couples mis en jeu est MnO₄^- / Mn²⁺

2. La parfumerie utilise des dérivés du composé C. On se propose de fabriquer un produit donnant l'arôme du chocolat à partir de C et d'un alcool commercial constitué d'un mélange de 2 isomères de formule :

H₃C-CHCH₃-CH₂-CH₂OH noté D et CH₃-CH₂-*CHCH₃-CH₂OH noté D'.

On sépare ces deux isomères en ne conservant que l'alcool non chiral ; on fait réagir en quantité équimolaire le composé C avec 220 mL d'alcool achiral en présence de 1 mL d'acide sulfurique. Le produit formé a un arôme chocolaté.

Donner le nom de l'alcool utilisé.
Ecrire l'équation bilan de la réaction.
Quelles sont les 3 caractéristiques de cette réaction.
Calculer la quantité d'alcool mise en jeu en mole, la masse de composé "chocolaté " obtenue.
Donner le nom du composé "chocolaté".
Comment procéder pour augmenter le rendement de cette réaction ?

Données : H=1 C=12 O=16 g mol^-1 masse volumique de D ou D' = 0,8 g cm^-3.

corrigé