1 juin 2009

oxydoreduction, electrolyse, saponification Assas 2010

Le zinc
On donne : Fe2+aq + Zn(s) = Zn2+aq + Fe(s) (1) ; constante d'équilibre K1 = 1,40 1011 à 25°C.
On dispose :
- d'une solution aqueuse S1 de sulfate de fer (II) de concentration en soluté apporté 5,00 10-2 mol/L
- d'une solution aqueuse S2 de sulfate de zinc (II) de concentration en soluté apporté 2,00 10-1 mol/L.
Toutes les expériences se déroulent à 25°C. On ne prendra en compte que les couples oxydant / réducteur suivants : Fe2+aq/Fe(s) ; Zn2+aq / Zn (s) et H+aq / H2(g).
Expérience 1 :
A l'instant t=0, on mélange, dans un grand becher, 200 mL de solution S1, 100 mL de solution S2, 5,56 g de fer et 6,54 g de zinc, puis on agite. On étudie la transformation de ce système chimique modélisée par l'équation (1).


Questions : 
1)Ecrire les demi-équations électroniques intervenant dans la réaction (1) et donner la nature de chacune des demi-réactions qui se produisent.

2)Déterminer les quantités de matière d'ion fer(II) et d'ion zinc (II) initiales.

3)Calculer le quotient de réaction associé à l'équation (1) dans l'état initial.

4)Quel est le sens d'évolution spontané du système chimique étudié.

5)Construire le tableau descriptif du système étudié et déterminer les quantités de matière des espèces présentes à l'état final.


Expérience 2 :
On réalise le montage d'électrolyse schématisé ci-après. La solution électrolysée est une solution aqueuse de sulfate de zinc (II).


Lorsque le circuit est fermé, on observe sur l'électrode de fer la formation d'un dépôt métallique et un dégagement de dihydrogène.
Questions :
1)Ecrire les demi-équations électroniques se produisant à l'électrode de fer.
2)Quel est l'intérêt pratique de ce dépôt métallique sur le fer ?
3)Comment évolue la masse de l'électrode de zinc ?
Zn(s) =
Zn2+aq + 2e-.
4)Comment appelle t-on une telle électrolyse ?


SAPONIFICATION
Comment ôter une tache de beurre ?

L'acide butanoïque ou acide butyrique, noté A est un acide carboxylique de formule semi-développée CH3-CH2-CH2-COOH.
Questions : 
1)Nommer et mettre en évidence le groupe caractéristique.
2)Nommer le produit C. A quelle famille appartient-il?
3)Ecrire la formule semi-développée de B et donner son nom
4)Quelle est la nature du produit D?

5)Le mélange est-il stoechiométrique ? 
6)Calculer le rendement de cette synthèse.


Le beurre contient plusieurs corps gras : l'oléine, la palmitine et la butyrine. La butyrine représente 35 % en masse du beurre. On étudie la fabrication d'un savon à partir de la butyrine. Pour cela on fait réagir 40,0 g de beurre avec un excès de potasse KOH concentrée. On chauffe ce mélange pendant 30 min. Après relargage, on observe la formation d'un précipité jaune.
Questions : 
1)Nommer la réaction qui conduit à la formation du précipité et écrire l'équation la modélisant.
2)Donner deux caractéristiques de cette réaction.

Après élimination de l'excès de potasse, on étudie les qualités détergentes du savon sur une tache de beurre.
3)Représenter schématiquement l'action du savon sur la tache de beurre.