Ece blanc/ cinétique

1. ÉNONCÉ DESTINÉ AU CANDIDAT

Ce sujet comporte 4 feuilles individuelles sur lesquelles le candidat doit consigner ses réponses.

Le candidat doit restituer ce document avant de sortir de la salle d’examen.

Le candidat doit agir en autonomie et faire preuve d’initiative tout au long de l’épreuve.

En cas de difficulté et afin de lui permettre de continuer la tâche, le candidat peut solliciter l’examinateur.

L’examinateur peut intervenir à tout moment s’il le juge utile.

L’usage de la calculatrice est autorisé.

CONTEXTE DU SUJET

L’éthanoate d’éthyle est un solvant peu toxique. Il est cependant rarement utilisé en raison de sa réactivité avec les bases. En effet, l’éthanoate d’éthyle réagit avec les ions hydroxyde pour produire de l’éthanol. Cette réaction, quasi-totale et lente, est modélisée par l’équation chimique suivante :

C4H8O2(aq)        +            HO−(aq)           →         C2H3O2 −(aq)             +            C2H6O (aq)

        éthanoate d’éthyle            ion hydroxyde              ion éthanoate                           éthanol

Un étudiant en chimie souhaite tester la stabilité de l’éthanoate d’éthyle afin de savoir si cette réaction est suffisamment lente pour pouvoir tout de même l’utiliser en milieu basique.

[pic 1]

SOLUTIONS MISES A DISPOSITION DU CANDIDAT : 

Hydroxyde de sodium ou soude : (Na + + HO- ) de concentration 2,5.10-2 mol.L-1 ; éthanoate d’éthyle pur.

MATERIEL MIS A DISPOSITION DU CANDIDAT : 

Béchers de 50 mL, de 100 mL et de 200 mL, conductimètre, pH-mètre, agitateur magnétique, fiole jaugée de 50 mL, pipettes jaugées de 10 mL et de 20 mL, poire à pipeter, chronomètre, éprouvettes graduées de 5, 10, 20 et 100 mL, pipette graduée de 5 mL.

DONNEES : couples acido-basiques : H2O(l) / HO–(aq) ; H3O+(aq) / H2O(l) ; C2H3O2H(aq) / C2H3O2–(aq)

pH de la solution: pH = -log ([H3O+]) = 14 + log ([HO-])

Conductivité de la solution : σ = [pic 2] λi  [Αi]  avec [Αi] les concentrations molaires des différents ions en solution (Na+, HO- , C2H3O2 - ) et λi les conductivités molaires ioniques à 25° C :

 [pic 3] =  19,9.10-3 S.m2.mol-1 ,

 [pic 4]= 35,0.10−3 S.m2.mol-1 ,

 [pic 5] = 5,01.10-3 S.m2.mol-1 ,

  [pic 6]= 4,09.10-3 S.m2.mol-1 .

Masse molaire de l’éthanoate d’éthyle : M = 88,1 g.mol-1

Masse volumique de l’éthanoate d’éthyle : ρ = 0,90 g.mL-1

SECURITE : l’éthanoate d’éthyle doit être manipulé sous la hotte avec des gants et des lunettes ;

    la soude diluée doit être manipulée avec des lunettes.

Pictogrammes de danger de : - l’éthanoate d’éthyle :                                 - la soude 

 [pic 7]                           [pic 8]   

TRAVAIL A EFFECTUER

1. Proposition d’un protocole expérimental (20 minutes conseillées)

Afin de faire un suivi cinétique de la réaction présentée ci-dessus, proposer un protocole expérimental détaillé permettant d’effectuer une série de mesure d’une grandeur physique qui varie au cours de la réaction dans le cas d’un mélange entre 20,0 mL de soude de concentration 2,5.10-2 mol.L-1, 80 mL d’eau distillée et 2 mL d’éthanoate d’éthyle pur (dans ce mélange, l’éthanoate d’éthyle est en excès).

On s’attachera notamment à préciser la grandeur physique choisie et la verrerie utilisée.

Remarques :         Ce suivi cinétique doit durer 10 min et s’effectuer toutes les minutes.

Le mélange est maintenu sous agitation pendant toute la durée de l’expérience.

Protocole expérimental proposé :

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