Sécurité.
- Donner le nom des pictogrammes
représentés ci-dessous :

A : très toxique ; B risque
d'explosion ; C : corrosif ; D : matières
inflammables
E : matières comburantes ; F : matières
nocives ou irritantes ; G : dangers pour l'environnement
; H : danger électrique.
- Un étudiant reçoit une projection
d'hydroxyde de sodium dans l'oeil. Que faites-vous ?
Classer par priorité votre ou vos
interventions.
- Vous signalez immédiatement l'accident à
l'enseignant.(2)
- Vous neutralisez avec de l'acide.
- Vous rincez l'oeil abondamment à l'eau
(1).
- Vous conseillez à l'étudiant de voir un
ophtalmologiste.(3)
- Vous attendez que l'enseignant responsable des TP
intervienne.
- Vous devez réaliser une réaction de
Friedel et Crafts : elle consiste à fixer une
chaîne latérale hydrocarbonée sur un
arène à l'aide d'un halogènure
d'alkyle, appelé encore halogénoalcane R-X
( ou X est soit Cl ou Br), en présence d'un
catalyseur, AlCl3.
L'acylation de Friedel et Crafts est la méthode
la plus importante de préparation des
cétones aromatiques. La réaction
envisagée est la préparation de la
4-méthylacétophénone.
Durant cette réaction un dégagement
gazeux de chlorure d'hydrogène se produit, il
faudra donc le piéger. Une partie du mode
opératoire est décrit ci-dessous.
Mode opératoire : dans un ballon tricol de
100 mL muni d'une agitation, d'une ampoule à brome
à tubulure latérale permettant
l'équilibration de la pression et d'un
réfrigérant relié à un
système piègean, placer 169 mmol de
AlCl3 anhydre, recouvrer avec 358 mmol de
toluène anhydre.
- Verser dans l'ampoule à brome 75 mmol
d'anhydride acétique.
- Placer le ballon dans un bain d'huile, réglez
une agitation aussi élévée que
possible et ajoutez, goutte à goutte,l'anhydride
acétique. L'addition devra durer de 15 à 20
min. Durant celle-ci, le dégagement sera
très visible. Lorsque l'addition est
terminée, chauffez le ballon entre 90 et 100
°C pendant 30 min, vérifiez que le
dégagement gazeux est terminé. Le tableau
ci-dessous donne les caractéristiques
physico-chimiques des réactifs
nécessaires.

- Quelles précautions prenez-vous pour effectuer
cette manipulation ? blouse, gants,
lunettes de protection, travaiiler en absence de flammes,
travail sous hotte aspirante les produits étant
nocifs, corrosifs, ou inflammables.
- Sachant que le milieu de cette réaction
doit-être anhydre, quel matériel
utilsez-vous ?colonne
désséchante
- Quel produit utilisez-vous, dans le piège, pour
neutraliser le chlorure d'hydrogène gazeux ?
soude.
Comment vérifiez-vous, à la fin de la
réaction, qu'il n'y a plus de dégagement
gazeux ?
- Calculer en masse ( g) et le volume ( quand il s'agit
de liquides ) des réactifss nécessaires
à cette synthèse, donnez le détails
des calculs.
toluène : liquide d=
0,867 ; n= 0,358 mmol ; M= 92,14 g/mol
m=nM=0,358*92,14 = 33 g
volume ( mL) = masse (g) /densité = 33/0,867 = 38
mL.
anhydride acétique : liquide d = 1,08 ; M=
102,08 g/mol ; n=0,075 mol
m=nM=0,075*102,08 = 7,66 g ; V= m/d = 7,66/1,08 =7,1
mL.
AlCl3 : solide M=133,34 g/mol ; n=
0,169 mol
m= nM= 0,169*133,34 = 22,5 g.
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Préparation
de solution :
Vous avez à préparer 0,1 L d'une solution
d'acide chlorhydrique 1,5 mol/L à partir d'un acide
concentré. H : 1 ; Cl : 35,5 g/mol ; masse volumique
1,17 kg/L ; % massique : 37%.
- Quel volume d'acide chlorhydrique concentré
allez-vous prélever ? Préciser le
calcul.
masse de 1L : 1,17 kg = 1170 g ;
masse d'acide pur dans 1 L : 1170*0,37 = 432,9 g
quantité de matière (mol) dans 1 L = masse
(g) / masse molaire (g/mol) = 432,9/36,5 = 11,86 mol dans
1L.
facteur de dilution F=
concentration mère / concentration fille = 11,86 /
1,5 = 7,9
Volume de solution mère à prélever :
volume fiole jaugée / F = 0,1 / 7,9 = 0,0126 L =
12,6 mL.
Indiquer le protocole, ainsi que les précautions
à prendre.
L'acide concentré est
corrosif : port de blouse, gants, lunette de protection ;
travail sous hotte.
Prélever 12,6 mL de la solution mère
à l'aide d'une pipette graduée +
pipeteur.
Placer dans la fiole jaugée de 100 mL contenant
2/3 d'eau distillée.
Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au
trait de jauge.
Agiter pour rendre homogène.
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Réactions
chimiques
Compléter et équilibrer :

Ba(OH)2 +2
CH3COOH --->
Ba(CH3COO)2 +
2H2O.
Br2+2KOH--->KBrO+
KBr + H2O.
Al + 3HCl --->
AlCl3 +
1,5H2(g)
Al4C3 + 12
H2O --->4
Al(OH)3 +3
CH4 (g)
2 FeS2
+5,5 O2 --->
Fe2O3 + 4
SO2 (g)
CH3-CH2-OH + Na--->
CH3-CH2-ONa +
½H2 ( alcoolate de sodium +
dihydrogène).
A + H2O--> C+ base (
A est un acide ; C est
H3O+ + la base conjuguée de
l'acide A)
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Connaissances
générales :
Physique :
Vous devez installer une nouvelle étuve. Sur son
étiquette sont portées les indications 230
volts ; 2800 watts ; 50/60 Hz.
- Calculer l'intensité corespondant à cet
appareil. I= P/U = 2800/230 = 12,2
A.
- Donner la couleur du fil : de terre (
jaune verre) ; du neutre
(bleu) de la phase (
autre couleur que le bleu ou le
jaune-vert)
- Cette étuve a coûté 1500 euros TTC. La
TVA est de 19,6 % et le fournisseur a consenti une remise de
10 %. Calculer le pris HT.
prix HT diminué de la remise de
10 % : 1500/1,196 = 1254,18
euros
prix HT avant remise : 1254,18 /
0,9 = 1393,53 euros.
Gestion :
Il vous est demandé de
passer la commande des réactifs nécessaires
à la réaction de Friedel et Crafts. Cette
manipulation sera effectuée 4 fois. Dans le catalogue
des produits vous trouvez pour chacun des trois produits,
plusieirs qualités, conditionnement et prix HT,
données ci-dessous :
Toluène anhydre
conservé sur tamis moléculaire : 1L au prix de
26,06 euros ; 2,5 L au prix de 58,00 euros.
Toluène pur à 98 % :
1L au prix de 12,23 euros ; 2,5 L au prix de 23,49
euros.
Anhydride acétique ultra-pur
: 500 mL au prix de 14,36 euros ; 1L au prix de 36,80
euros.
Anhydride acétique pur
à 96 % : 500 mL au prix de 12,70 euros ; 1L au prix
de 22,70 euros.
Chlorure d'aluminium anhydre en
poudre pur à 99,999% : 10 g au prix de 32,10 euros ;
20 g au prix de 51,60 euros.
Chlorure d'aluminium anhydre en
poudre pur à 98,5% : 100 g au prix de 15,50 euros ;
500 g au prix de 47,00 euros.
Indiquez pour chaque produit la
qualité choisie et la quantité qu'il faut
commander.
Calculer le montant HT pour chaque
produit et le montant de la facture ( TVA à 19,6
%)
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désignation
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prix unitaire HT
|
quantité
|
prix total HT
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justifier le choix
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toluène anhydre
|
58,00
|
0,358*4 =1,43 L ( 2,5 L)
|
58,00
|
le prix de 2 fois 1L est supérieur
à celui de 2,5 L
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|
anhydride acétique
|
14,36
|
38*4 = 152 mL ( 500 mL)
|
14,36
|
produit pur sans trace d'eau
|
|
chlorure d'aluminium anhydre
|
15,50
|
22,5*4 = 90 g ( 100 g)
|
15,50
|
catalyseur anhydre
|
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|
total HT
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87,86
|
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|
TVA ( 19,6%)
|
17,22
|
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|
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total TTC
|
105,08
|
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