Mardi 28 février 2012

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Mardi 28 février 2012

D.S. Chimie et Physique n° 6

Données : M(Br) = 79,9 g.mol^-1 ; M(K) = 39,1 g.mol^-1 ; M(Li) = 6,9 g.mol^-1 ; M(C) = 12,0 g.mol^-1 ; M(H) = 1,0 g.mol^-1 ; ions correspondants : Br^- ; K⁺ ; Li⁺ ; Capacité thermique de l'eau : C_eau = 4,18 J.°C^-1.g^-1; _eau = 1,00 g.mL^-1 ;

I (6 pts) Ion bromure

Le bromure de lithium et le bromure de potassium sont des solides ioniques. Ils ont été utilisés comme sédatifs

Donner la formule de ces deux solides ioniques, puis calculer leur masse molaire.
Comment leur cohésion est-elle assurée ?
Écrire leur équation de dissolution dans l'eau.
Déterminer la masse m de bromure de potassium à peser pour préparer un volume V = 100 mL de solution de concentration en ions bromure [Br^-] = 0,250 mol.L^-1.
Décrire le mode opératoire précis de la fabrication de cette solution en indiquant le matériel utilisé.
Par erreur, le préparateur pèse une masse égale à la masse m de bromure de lithium trouvée en 4. Quelle est alors la concentration [Br^-] dans la solution ?

II (6 pts) Le cyclohexane

Du cyclohexane C₆H₁₂ solide est chauffé d'une température initiale de 0 °C à une température finale de 100 °C, à pression constante. IL subit deux changements d'état : le premier à 6,5 °C et le second à 89 °C.

Donner la formule semi-développée du cyclohexane.
Quelles sont les interactions intermoléculaires responsables de l'état liquide du cyclohexane ?
Quels changements d'état se sont produits ?

On réalise une seconde expérience. Dans un calorimètre, un étui étanche contenant 5,0 g de cyclohexane solide à 6,5 °C est plongé dans 20 mL d'eau à 20 °C. La température de l'eau vaut 18,1 °C lorsque le dernier grain de cyclohexane solide disparaît.

Quelle est la température du cyclohexane quand le dernier grain de solide disparaît ?
Dans quel sens s'effectue le transfert thermique entre l'eau et le cyclohexane ?
Déterminer l'énergie massique de fusion E_fusion du cyclohexane en J.g^-1.

III (7 pts) Alcanes et alcools

Nommer et représenter la formule semi-développée de l'alcane linéaire de formule brute C₆H₁₄ . Même question pour l'alcane de masse molaire 98 g.mol^-1.
L'hexane possède 4 isomères en plus de la forme linéaire, les dessiner en formule topologique et les nommer.
Nommer les alcanes dont les formules topologiques suivent.

Représenter les deux alcools isomères de formule brute C₃H₈O. Les nommer.
Ces molécules sont-elles polaires ?
Quelle est l'interaction intermoléculaire prédominante pour ces alcools à l'état liquide ? La schématiser.
Expliquer la différence de point d'ébullition entre le butane (-0,5 °C), le 2-méthylpropane (-11,7 °C) et le butan-1-ol (117 °C)

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