Correction - Olympiades de chimie

Correction-barême questionnaire TP olympiades 2010
Partie I
1. Citer les fonctions caractéristiques présents dans les molécules de glucose et de fructose.
Glucose: fonction aldéhyde RHC=O et alcool -OH
1,5
Fructose: fonction cétone RR'C=O et alcool -OH
(3x0,5)
2. Ecrire l’équation de la réaction d’hydrolyse du saccharose.
C12H22O11 + H2O = HOH2C-(CHOH)4-CHO + HOH2C-(CHOH)3-CO-CH2OH
1,5
3. Expliquer pourquoi on élève le pH à une valeur supérieure à 8.
L'oxydation du glucose se réalise en milieu basique, il faut d'abord
neutraliser la solution.
0,5
Partie II
4. Sachant que les couples oxydant/réducteur concernés sont I2/I- et IO 3-/I2, montrer que l’équation de réaction de dismutation
du diiode en milieu basique s’écrit :
3 I2 + 6 HO- = IO3- + 5 I- + 3 H2O (équation 1)
Réduction de I2:
I2 + 2e- = 2 I(1)
1.Oxydation
Calculer la de
quantité
20,0
mL
de
solution
S
:
I2: n2 d’ions
I2 + 12hydroxyde
HO- = 2titrés
IO3- dans
+6H
O
+
10
e
(2)
2
Bilan: 5x(1) + (2)
6 I2 + 12 HO = 2 IO3 + 10 I + 6 H2O
A simplifier par 2
0,5
1
1,5
0,5
5. Sachant que les couples concernés sont IO 3-/I- et R-CO2-/R-CHO (ion gluconate/glucose), montrer que l’équation de la
réaction d’oxydation du glucose s’écrit :
IO3- + 3 R-CHO + 3 HO- = I- + 3 R-CO2- + 3 H2O
(équation 2)
Réduction de IO3-:
Oxydation de R-CHO:
Bilan: (1) + 3x(2)
IO3- + 3 H2O + 6 e- = I- + 6 HO(1)
R-CHO + 3 HO = R-CO2 + 2 H2O + 2 e- (2)
IO3- + 3 R-CHO + 3 HO- = I- + 3 R-CO2- + 3 H2O
1
1
1,5
6. Sachant que les couples concernés sont I 2/I- et S4O62-/S2O32-, montrer que l’équation de la réaction de dosage du diiode
s’écrit :
I2 + 2 S2O32- = 2 I- + S4O62(équation 3)
Réduction de I2:
Oxydation de S2O32-:
Bilan: (1) + (2)
I2 + 2e- = 2 I2 S2O32- = S4O62- + 2 eI2 + 2 S2O32- = 2 I- + S4O62-
(1)
(2)
(déjà fait)
1
1
Résultats des titrages:
Pour une erreur de 1%: la différence Véq(1) -Véq(2) ne doit pas
excéder 0,10 mL; -1 par 0,10 mL supplémentaire
Calcul de Véq moyen retenu correct
3
0,5
7. Ecrire la relation entre les quantités de matière de diiode et d’ions thiosulfate versées à l’équivalence du dosage de la partie
III et calculer la valeur exacte de la concentration[I2] de la solution de diiode.
A l'équivalence: nI2=½ nS2O32- versé
soit [I2]xVI2=[S2O32-]xVéq moyen
d'où [I2]=([S2O32-]xVéq moyen) / VI2
Application numérique avec bon nombre de CS (-0,5 si pas bon)
1
Exactitude: Véq moyen retenu - Vréférence < 0,1 mL (soit environ 1%)
-1 par 0,10 mL supplémentaire
2
1
1
Partie IV
Résultats
des=titrages:
V'éq moyen
Pour une erreur de 1%: la différence V' éq(1) -V'éq(2) ne doit pas
excéder 0,10 mL; -1 par 0,10 mL supplémentaire
Calcul de V'éq moyen retenu correct
3
0,5
8. Pourquoi avoir ajouté de l’acide chlorhydrique avant le dosage ?
Il faut régénérer le diiode afin de pouvoir le titrer par le thiosulfate
de sodium.
0,5
9. Exprimer et calculer la quantité de diiode en excès nI2 (E) dosée.
nI2 (E) = ½ nS2O32- versé
soit nI2 (E) = ½ ([S2O32-]xV'éq moyen )
1,5
10. Exprimer et calculer la quantité de diiode introduite nI2 (I) pour oxyder le glucose.
nI2 (I)=[I2]xV'I2
Application numérique correcte avec bon nombre de CS
(-0,5 si pas bon)
0,5
1
11. Exprimer et calculer la quantité de diiode nI2 (C) consommée par la réaction d’oxydation du glucose.
nI2 (C)=nI2 (I) - nI2 (E)
Soit nI2 (C) = [I2]xV'I2 - ½ ([S2O32-]xV'éq moyen )
AN correcte avec bon nombre de CS (-0,5 si pas bon)
1
2
1
12. En s’appuyant sur l’équation 1, exprimer puis calculer la quantité d’ions iodate n IO3- consommée par la réaction
d’oxydation du glucose.
D'après (1): nIO3-= nI2 © / 3
1
AN correcte avec bon nombre de CS (-0,5 si pas bon)
1
14. En s’appuyant sur l’équation 2, exprimer puis calculer la quantité nG de glucose dans le volume VG.
D'après (2): nG=3 nIO3-
1
15. En déduire la quantité nRCHO de glucose dans le volume V.
nRCHO= nG x V/VG soit nRCHO= 2,5 nG
AN correcte avec bon nombre de CS (-0,5 si pas bon)
1,5
1
16. Déduire ensuite la quantité n0 de saccharose dans le volume V0.
D'après l'équation d'hydrolyse: n0=nRCHO
0,5
17. Calculer enfin la concentration C0 de la solution S0.
Alors C0=n0 / V0
1
AN correcte avec bon nombre de CS (-0,5 si pas bon)
1
Total
40 points