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Ouverture
p. 1-11
1. Constitution et transformations de la matière
Constitution de la matière à l'échelle microscopique et macroscopique
Ouverturep. 12-13
Modélisation des transformations de la matière et transfert d'énergie
Ouverturep. 108-109
2. Mouvement et interactions
Mouvement et interactions
Ouverturep. 212-213
3. L'énergie, conversions et transferts
L'énergie : conversions et transferts
Ouverturep. 276-277
4. Ondes et signaux
Ondes et signaux
Ouverturep. 318-319
Méthode
Annexes
Rabats de début
Rabats
Lexique
p. 415
Rabats de fin
Rabats
/ 415
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Chapitre 8
Activité 2 - Activité expérimentale
90 min

Solubilité de l'acide benzoïque

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Problématique de l'activité
L'acide benzoïque est un additif alimentaire qui est solide à la température ambiante. Il est peu soluble dans l'eau, et soluble dans l'éthanol et l'acétone.

Quels paramètres influent sur la solubilité d'une espèce chimique ?
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Par intuition

Pourquoi ne pourrait-on pas dissoudre n'importe quelle espèce chimique solide dans n'importe quel liquide ?
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Doc. 1
Propriétés physiques de l'acide benzoïque

MoléculeAcide benzoïque
Formule \mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}_{2}
Placeholder pour Modèle moléculaire 3D d'acide benzoïque, conservateur alimentaire.Modèle moléculaire 3D d'acide benzoïque, conservateur alimentaire.
Propriétés physiques
  • T_{\text{hetafusion}}: 122 °C ; densité : d = 1,3 ;
  • Solubilité : s(\text{eau}) = 2,9 g·L-1 à 20 °C ;
  • Soluble dans l'éthanol et l'acétone.
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Doc. 3
Vérifier une solubilité dans un solvant

Pour vérifier qu'une espèce chimique est soluble dans un solvant, on peut procéder ainsi :
  • introduire dans un bécher un volume V = 10 mL du solvant à l'aide d'une pipette jaugée ;
  • peser précisément une masse m de soluté ;
  • ajouter cette masse m de soluté dans le bécher ;
  • agiter le contenu du bécher avec un agitateur en verre ou sur agitateur magnétique ;
  • observer le contenu du bécher et conclure.

Observation  Interprétation / conclusion
La solution est limpide Le soluté est soluble dans le solvant
La solution est trouble
Le soluté est soluble, mais on est proche de la limite de solubilité;
Il reste des grains solides au fond du bécher La solution est saturée : on a dépassé la limite de solubilité de l'espèce dans le solvant
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Doc. 2
Matériel nécessaire

  • Une balance de précision avec une coupelle et une spatule ;
  • Plusieurs béchers de 20 mL et un agitateur en verre ;
  • Éthanol ;
  • Une pipette jaugée de 10,0 mL ;
  • Acide benzoïque en poudre ;
  • Pissette d'eau distillée ;
  • Acétone (propanone).
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Données

  • Électronégativité des atomes (échelle de Pauling) :
    \chi (\text{C}) : 2,55 ;
    \chi (\text{H}) : 2,2 ;
    \chi (\text{O}) : 3,44.

    • MoléculeFormule de Lewis
    Eau
    Eau
    Acétone
    Acétone
    Éthanol
    Éthanol
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Questions
Compétence(s)
REA : Mettre en œuvre un protocole
1. Doc. 1 Quelle masse maximale d'acide benzoïque peut-on dissoudre théoriquement dans 10,0 mL d'eau distillée à 20 °C ?


2. Doc. 3 Mettre en œuvre le protocole pour l'acide benzoïque dans l'eau et comparer la valeur de solubilité trouvée à la valeur théorique.


3. Refaire l'expérience en remplaçant l'eau par l'éthanol puis par l'acétone.


4. À partir de leurs représentations de Lewis, étudier la polarité de l'acide benzoïque et des solvants

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Synthèse de l'activité
Proposer une explication sur la différence de solubilité de l'acide benzoïque dans les différents solvants.
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