QCM N° 19 a

Synthèse organiques

 

   

 

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QCM N° 19 a : Synthèse Organiques.

 Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

 

Énoncé

A

B

C

Réponse

1

Le montage de chauffage à reflux schématisé ci-dessous est incorrect car :

 Montage

le réfrigérant ne doit pas être bouché.

il manque le support élévateur.

l’eau doit arriver par le haut du réfrigérant.

A et B

2

Le montage schématisé ci-dessous :

 Distillation

est un montage de distillation fractionnée.

est un montage d’hydrodistillation.

permet de séparer des espèces liquides miscibles.

A et C

3

Lors de l’étape de chauffage à reflux, le réfrigérant est nécessaire pour :

éviter les pertes de matière par évaporation.

recueillir les produits formés.

liquéfier les espèces vaporisées.

A, B et C

4

Pour isoler un produit liquide du reste du mélange réactionnel, on peut effectuer :

une extraction liquide / liquide.

une distillation.

une mesure de température de fusion.

A et B

5

Pour identifier un produit solide obtenu lors d’une synthèse, on peut effectuer :

une chromatographie sur couche mince.

une mesure de la température d’ébullition.

une mesure de la température de fusion.

A et C

6

Pour déterminer le rendement d’une synthèse, il faut connaître :

le réactif limitant.

la quantité de produit formé.

la quantité maximale de produit qui peut être formé.

A, B et C

7

Lors d’une synthèse, il se forme 0,42 mol d’un produit alors qu’au maximum 0,60 mol de ce produit est attendu.

Le rendement de la synthèse est :

0,60 mol

0,42

0,70

C

8

Le rendement de la synthèse d’une espèce chimique est égal à 90 %.

La quantité maximale attendue de cette espèce est 0,20 mol. La quantité de produit obtenu expérimentalement est :

0,20 mol

0,22 mol

0,18 mol

C

9

Les nano-objets ont une taille :

comprise entre 10–3 et 10–5 m.

comprise entre 10–10 et 10–7 m.

qui leur confère des propriétés particulières.

B et C

10

Si nexp est la quantité de produit obtenu et nmax la quantité maximale attendue, le rendement d’une synthèse vaut :

 Réponse A

Réponse B 

 Réponse C

B

 Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

Essentiel :

    Montage du chauffage à reflux ;

Chauffage à Reflux

Montage du chauffage à reflux

1- Réfrigérant.

2- Ballon.

3- Chauffe-ballon.

4- Sortie de l’eau.

5- Arrivée de l’eau.

6- Mélange réactionnel.

7- Vallet ou Support élévateur.

 

Le chauffage à reflux :

Ce montage permet de maintenir le milieu réactionnel à une température constante, en l'occurrence pratiquement la température d'ébullition du solvant.

Les vapeurs sont condensées dans le réfrigérant et retournent à l'état liquide dans le ballon.

Les réactifs et les produits restent dans le milieu réactionnel.

La présence du vallet est obligatoire. Elle permet d’enlever le chauffe-ballon sans toucher au reste du montage (ballon et réfrigérant).

Ainsi, on peut rapidement refroidir le mélange réactionnel si un problème survient et (ou) lorsque la réaction est terminée.

Dans le réfrigérant, l’eau circule du bas vers le haut. Ainsi l’eau peut remplir l’intérieur du réfrigérant.

Il ne faut pas fermer le réfrigérant pour éviter une augmentation de la pression et travailler à la pression atmosphérique.

    Distillation fractionnée :

 Distillation fractionnée

(1)‑Chauffe-ballon.

(2)‑Mélange.

(3)‑Colonne de Vigreux.

(4)‑Thermomètre.

(5)‑Arrivée et Sortie de l’eau.

(6)‑Condenseur.

(7)‑Éprouvette.

(8)‑Distillat.

(9)- Vallet ou Support élévateur

-    Le mélange à distiller est placé dans un ballon surmonté d’une colonne à distiller : colonne de Vigreux.

-    On chauffe le ballon jusqu’à ébullition du mélange. Les vapeurs des différentes espèces chimiques montent dans la colonne à distiller.

-    La distillation fractionnée permet de séparer et de recueillir les constituants d’un mélange d’espèces chimiques ayant des températures d’ébullition différentes.

-    L’espèce chimique extraite en premier est l’espèce la plus volatile, celle dont la température d’ébullition est la plus faible.

    Hydrodistillation : L’entraînement à la vapeur ou hydrodistillation ou distillation simple.

-    L’hydrodistillation permet d’extraire des espèces chimiques volatiles, très peu solubles dans l’eau, présentes dans les fleurs, les écorces, les fruits, etc. et d’obtenir des huiles essentielles.

 

Distillation de la lavande

Distillation de la lavande

1 : Chauffe-ballon

2 : Mélange (Eau-fleurs de lavande)

3 : Thermomètre

4 : Réfrigérant à eau

5 : Arrivée et Sortie de l’eau

6 : Éprouvette

7 : Fleurs de lavande.

8 : Huile essentielle de lavande

9 : Vallet ou Support élévateur

-    Dans l’entraînement à la vapeur, l’ébullition du mélange d’eau et du produit crée un courant de vapeurs. 

-    Ce courant de vapeurs est constitué de vapeurs d’eau et de vapeurs des huiles essentielles du produit.

-    On condense ce mélange gazeux pour obtenir un distillat.

-     Ce distillat est constitué d’eau à l’état liquide et des huiles essentielles à l’état liquide. 

-     Les huiles essentielles étant peu miscibles avec l’eau et moins dense que l’eau, elles surnagent.

-     Exemple : on extrait par entraînement à la vapeur, l’huile essentielle des fleurs de lavande. 

-    Cette huile essentielle est un mélange dont le principal constituant est l’acétate de linalyle (ester peu soluble dans l’eau).

    Rôle du réfrigérant dans le montage du chauffage à reflux :

-    Le réfrigérant permet de condenser les vapeurs qui retournent à l'état liquide dans le ballon. 

-    Il permet ainsi d’éviter les pertes de matière par évaporation.

    Extraction liquide / liquide :

-    Lors d’une extraction liquide/liquide :

-    L’espèce chimique à extraire est plus soluble dans le solvant extracteur que dans le solvant de départ.

-    Et le solvant extracteur et le solvant de départ sont non miscibles.

-    L’extraction par un solvant se réalise dans une ampoule à décanter.

-    Le choix du solvant dépend de l’espèce chimique recherchée.

-    Exemple : extraction du diiode présent dans une solution par l’heptane.

    Extraction d’un produit liquide d’un mélange réactionnel :

-    On peut réaliser une extraction liquide / liquide à l’aide d’un solvant approprié.

-    On peut réaliser une distillation si les constituants du mélange ont des températures d’ébullition différentes.

extraction diiode

 

 

 

    Chromatographie sur couche mince :

-  La chromatographie est aussi une technique d’analyse.

-  Elle permet d’identifier les espèces chimiques présentes dans un mélange.

-  Des espèces chimiques identiques migrent à des hauteurs identiques sur une même plaque de chromatographie.

    Identification des solides :

-    On peut les identifier ces solides en mesurant leur température de fusion (banc Kofler).

Banc Kofler 

-    On peut réaliser une chromatographie sur couche mince avec un éluant adapté.

-   La chromatographie permet de séparer les espèces chimiques présentes dans un mélange homogène.

-   Elle est basée sur la différence de solubilité d’une substance dans deux phases non miscibles :

-   Pour effectuer une C.C.M, on utilise :

Une phase fixe sur laquelle une goutte de mélange à séparer est déposée.

-  La phase fixe est constituée d’une mince couche de gel de silice déposée sur une plaque d’aluminium.

 

-   Une phase mobile ou éluant.

-   C’est le solvant dans lequel les constituants du mélange sont plus ou moins solubles.

-   L’éluant migre le long de la phase fixe grâce au phénomène de capillarité.

-   Il entraîne les constituants du mélange qui se déplacent à des vitesses différentes.

-   On peut ainsi les séparer.

-   La chromatographie est aussi une technique d’analyse.

-   Elle permet d’identifier les espèces chimiques présentes dans un mélange.

-   Des espèces chimiques identiques migrent à des hauteurs identiques sur une même plaque de chromatographie.

►  Rôle de l’éluant :

-    Il permet d’extraire ou de séparer les espèces chimiques contenues dans le dépôt le long de la phase fixe.

    Rendement de la synthèse :

-    Le rendement d’une synthèse, noté ρ, est égal au quotient

-    De la quantité de produit obtenu nexp,

-    Par la quantité maximale de produit attendu nmax.       

-     

-   La quantité maximale de de produit attendu nmax est liée au réactif limitant.

    Rendement de la synthèse :

-     Rendement d'une synthèse

►    Quantité de produit obtenu expérimentalement :

-     Quantité de produit obtenu expérimentalement

►    Les nano-objets :

-    La taille : 10–10 m < taille < 10–7 m

-    Leur taille leur confère des propriétés particulières.