Problèmes à résoudre




36
L'acide acétique

RAI/ANA : Construire un chemin de résolution


Le pH d'une solution

Vinaigre

Le pH indique le niveau d’acidité ou de basicité d’une solution. La mesure du pH permet de connaître la concentration de la solution en ions oxonium H3O+\text{H}_3\text{O}^+, le lien entre les deux grandeurs étant donné par la relation : [H3O+]=[\text{H}_3\text{O}^+] = 10-pH mol·L-1.
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L’acide acétique de formule brute C2H4O2\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2 est le principal élément chimique responsable de l’acidité d’un vinaigre. La réaction de cet acide avec l’eau conduit à deux produits, l’ion acétate C2H3O2\text{C}_2\text{H}_3\text{O}^-_2 et l’ion oxonium H3O+\text{H}_3\text{O}^+. On introduit une masse de 3,8 ×\times 10-1 g d’acide acétique glacial (pur à 96 %) dans 1 L d’eau. La mesure du pH avec une sonde pH-métrique indique une valeur de 3,5.

La réaction de cet acide avec l’eau est-elle totale ? Justifier en dressant un tableau d’avancement de la réaction.
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Retour sur la problématique du chapitre

38
Les diamants de Lavoisier

RAI/MOD : Modéliser une transformation


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Même les diamants ne sont pas éternels ! En 1772, Lavoisier réussit à faire disparaître des diamants (constitué d’atomes de carbone) en les amenant à très haute température grâce à une grande lentille concentrant la lumière du Soleil.

1. Quelle réaction peut être à l’origine de cette disparition des diamants à haute température ?


2. En s’appuyant sur cet exemple, justifier qu’en chimie rien ne disparaît jamais vraiment.

37
Chimie verte : recyclage du CO2

RAI/MOD : Modéliser une transformation


Doc. 2
Synthèse des formadides

Synthèse des formadides

R : groupement alkyle de type (CnH2n+1).-(\text{C}_{n} \text{H}_{2 n+1}). On suppose le silane en excès.

Doc. 1
Définitions

  • Formamides : molécules organiques utilisées dans la synthèse de vitamines, de médicaments, de colles, etc.
  • Catalyseur : espèce chimique qui, par sa présence, va accélérer une réaction chimique.
  • Chimie verte : prend en compte les facteurs environnementaux, sécuritaires et d’économie d’énergie.

En 2011, le CEA met au point un nouveau procédé pour la valorisation du CO2\text{CO}_{2}. Il s’agit de produire des formamides, jusqu’ici issus de dérivés du pétrole.

Pictogramme Recyclage
1. En quoi la synthèse proposée dans le doc. 2 répond-elle aux contraintes de la chimie verte ?


2. Quels intérêts peut-il y avoir à valoriser ainsi le CO2\text{CO}_2 ?


3. On étudie le cas de la formation d’un formamide particulier, le N,N\text{N}{,}\text{N}-diéthylformamide de formule HCO–(C2H5)2\text{HCO}\text{\textendash} (\text{C}_{2} \text{H}_{5})_{2}. Donner la formule de l’amine permettant sa formation.


4. Quelles masses d’amine et de CO2\text{CO}_2 seront nécessaires à la production de 750 kg de formamide ?


Données
  • M(H)=M(\mathrm{H})= 1,0 g·mol-1 ;
  • M(C)=M(\mathrm{C})= 12,0 g·mol-1 ;
  • M(N)=M(\mathrm{N})= 14,0 g·mol-1 ;
  • M(O)=M(\mathrm{O})= 16,0 g·mol-1.
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