Devoir surveille n°6 ( 2nde )

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18/09/2006

41.doc

DEVOIR SURVEILLE N°6 ( 2^nde )
( 20 points ; 1h20min )
N.B. - Deux points seront réservés à la qualité de la présentation et de la rédaction.

- Dans la mesure du possible toute réponse devra être justifiée.

Exercice 1 ( 5 points )

Une coupelle contient une masse m₁ = 5,35 g de l’espèce chimique soufre de formule S sous forme de poudre jaune, la fleur de soufre.
1. Quelle est la quantité de matière n₁ de soufre dans la coupelle ?
2. Quel est le nombre N₁ d’atomes de soufre dans la coupelle ?
La combustion dans le dioxygène de l’échantillon de soufre précédent produit un volume

V₂ = 4,00 L de dioxyde de soufre, gaz de formule SO₂.

Quelle est la quantité de matière n₂ de dioxyde de soufre produite dans les conditions où le volume molaire des gaz est V_m = 24,0 L.mol^-1 ?
Quelle est la masse m₂ de dioxyde de soufre obtenue ?
Combien de molécules de dioxyde de soufre sont formées ? Comparer ce résultat à celui du 1.b.

Données :
Nombre d’Avogadro : N_A = 6,02 . 10²³ mol^-1
Masses molaires en g.mol^-1 : M(S) = 32,1 ; M(O) = 16,0

Exercice 2 ( 4 points )

L’aspirine

L’histoire de l’aspirine débute dès l’antiquité. Les vertus thérapeutiques du saule sont alors connues. Cependant, il faut attendre le XIX^ème siècle , avec l’essor de la chimie d’extraction et de synthèse, pour identifier et isoler les principes actifs responsables des vertus accordées aux recettes de la médecine populaire.

De très nombreux travaux aboutissent, par des voies diverses, à l’extraction de la salicine C₁₃H₁₈O₇ puis de l’acide salicylique C₇H₆O₃. Ce dernier possède une action contre la fièvre et la douleur, mais a des effets irritants sur les muqueuses, et provoque en particulier des brûlures d’estomac.
En 1877, Germain de Sée préconise l’utilisation thérapeutique d’un produit dérivé, le salicylate de sodium NaC₇H₅O₃.

Efficace contre la fièvre, la douleur et l’inflammation, il est un peu moins agressif que l’acide salicylique, mais il est mal accepté en raison d’une saveur particulièrement amère.

En 1897, Hoffmannn met au point un procédé d’obtention de l’acide acétylsalicylique C₉H₈O₄ utilisable à l’échelle industrielle. Les essais cliniques démontrent rapidement la supériorité de ce nouveau composé. Le 1^erfévrier 1899, la compagnie BAYER lance sur le marché ce nouveau produit baptisé aspirine.
D’après La Recherche n°182, novembre 1986

Rechercher dans le texte les formules brutes de la saliciline, l’acide salicylique, du salicylate de sodium, de l’acide acétylsalicylique.
Calculer les masses molaires des espèces chimiques précédentes.
La consommation mondiale annuelle d’aspirine est actuellement de l’ordre de 40 kilotonnes. Déterminer la quantité d’aspirine ( en mol ) consommée actuellement en une année.

L’aspirine peut être synthétisée au laboratoire en chauffant à reflux un volume de 6,0 mL d’anhydride acétique C₄H₆O₃ et une masse m= 3,00 g d’acide salicylique. Déterminer les quantités ( en mol ) de réactifs mis en jeu lors de cette synthèse.

Données :

1 kilotonne = 10⁶ kg ;
masse volumique de l’anhydride acétique :  = 1,08 g.mL^-1;
Masses molaire atomiques en g.mol^-1 : M(H) = 1,0 ; M(C) = 12,0 ; M(O) = 16 ,0 ; M(Na) = 23,0.

Exercice 3 ( 5 points )

La phénolphtaléine est un indicateur coloré acido-basique de formule brute C₂₀H₁₄O₄. Elle st utilisée en solution dans l’éthanol à la concentration C = 1,3 x 10^-3 mol.L^-1.

Quel est le solvant dans cette solution ?
Quelle quantité de matière de phénolphtaléine doit être utilisée pour préparer 250 mL de solution alcoolique ?
Quelle est la masse de phénolphtaléine correspondante ?
Décrire à l’aide de schémas clairs et soigneusement annotés la préparation de cette solution.

Données :
Masses molaires en g.mol^-1 : M( H ) = 1,0 ; M( C ) = 12,0 ; M( O ) = 16,0

Exercice 4 ( 4 points )
Un laboratoire dispose d’une solution S₀ de sulfate de cuivre de concentration C₀ = 1,0 mol.L^-1. Le laborantin doit préparer par dilution de la solution S₀ un volume V= 250 mL d’une solution S de sulfate de cuivre de concentration C = 0,10 mol.L^-1.

Quel volume V₀ de solution S₀ doit-il prélever (justifier) ?
Décrire précisément ( à l’aide de phrases et/ou de schémas ) comment le laborantin doit procéder en indiquant la verrerie nécessaire.

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