CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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Exercices
1 • Justifier que les molécules A et B sont des diastéréoisomères
2 • Interpréter l’écart de température observé.
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Températures d’ébullition d’amines
Interpréter les différences de température d’ébullitions des
amines isomères suivantes :
–triméthylamine (CH 3) 3N : q éb =3°C;
– N-méthyléthanamine C 2H 5–NH–CH 3 : q éb =37°C;
– propan-1-amine CH 3–CH 2–CH 2–NH 2 : q éb =49°C.
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Températures de changement
d’état des hydracides
Le tableau ci-dessous donne les températures d’ébullition
q éb et de fusion q fus (en °C) des hydracides H–X
1 • Tracer dans un même repère les graphes q fus = f(n) et
q éb = g(n).
2 • Interpréter l’évolution observée pour n 3.
3 • À quoi peut-on attribuer les valeurs relatives à l’acide
fluorhydrique ?
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hydracide H–F H–Cl H–Br H–I
q fus (°C) –83 –114 –87 –51
q éb (°C) 20 –85 –67 –35
numéro de période
de l’halogène
Températures de changement
d’état des nitrophénols
Le moment dipolaire du nitrobenzène C 6H 5–NO 2 vaut
p T =4,27 D, p N étant dirigé du groupe nitro vers le cycle.
Celui du phénol (ou hydroxybenzène) C 6H 5–OH vaut
p p=1,60 D, p p étant dirigé du cycle vers le groupe hydroxyle.
1 • a. Écrire des formules mésomères du phénol et du nitrobenzène
; justifier les sens de p p et p N.
b. Déterminer les moments dipolaires du 1,2-nitrophénol,
du 1,3-nitrophénol et du 1,4-nitrophénol. SOS
2 • Le tableau ci-dessous donne les températures d’ébullition
q éb des isomères du nitrophénol sous une pression
p =70 mm Hg :
espèce
2 3 4 5
1,2– 1,3– 1,4–
nitrophénol nitrophénol nitrophénol
q éb (°C) 116 194 201
Commenter l’évolution des températures d’ébullition :
SOS
a. entre les isomères 1,3 et 1,4 ;
b. entre l’isomère 1,2 et les deux précédents.
SOS : 1 • b. Utiliser une construction graphique ou le
théorème de Pythagore généralisé.
2 • Considérer l’ensemble des interactions susceptibles
de s’établir entre les molécules considérées.
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Liaison hydrogène
La distance entre deux atomes de fluor est de 249 pm dans
le fluorure d’hydrogène cristallin.
1 • Sachant que la liaison covalente H – F est de 92 pm,
en déduire la longueur de la liaison hydrogène H-----F.
2 • Comparer la précédente liaison hydrogène à celle observée
dans la glace pour laquelle la distance séparant deux
atomes d’oxygène est de 276 pm.
On admettra que la longueur de la liaison covalente
O–H dans la glace est la même que celle observée dans
la molécule d’eau du liquide de moment dipolaire
p(H 2O) =1,84 D avec un pourcentage ionique de 32 %.
Donnée :
Dans la molécule d’eau du liquide l’angle lHOH vaut 104,5°.
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Acidité des hydroxyphénols
Le 1,2-hydroxyphénol ou catéchol a un pK A = 9,85
alors que le 1,4-hydoxyphénol ou hydroquinone a un
pK A =10,35.
Proposer une explication justifiant cette différence.
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Relation entre structure
et solubilité dans l’eau
Classer par ordre croissant de solubilité dans l’eau les trois
composés suivants :
a. acide éthanoïque CH 3CO 2H;
b. chloroéthane CH 3CH 2Cl ;
c. propanone CH3–C–CH 3.
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O
Viscosité et densité
1 • L’acide sulfurique H 2SO 4 est un diacide et l’acide
phosphorique H 3PO 4 un triacide ; tous deux sont des oxacides,
c’est-à-dire qu’ils présentent des groupes – O–H
a. Établir la formule de Lewis de ces deux acides. SOS