Enoncé de l'exercice n° 7-1 : (Extrait : n°19 page 104 livre 2nde Belin Education)
La synthèse de l'acide acéthylsalicylique, principe actif de l'aspirine, peut être réalisée à partir d'acide salicylique \(\displaystyle C_7H_6O_3\) et d'anhydride éthanoïque \(\displaystyle C_4H_6O_3\).
Un extrait du protocole de synthèse de l'acide acéthylsalicylique est :
- Prélever \(\displaystyle m_1=3,5\) g d'acide salicylique solide.
- \(\displaystyle V_2=5,0\) mL d'anhydride éthanoïque.
On donne :
- \(\displaystyle m\left(C_7H_60_3\right)=2,29\times10^{-22}\) g
- \(\displaystyle m\left(C_4H_60_3\right)=1,69\times10^{-22}\) g
- \(\displaystyle \rho\left(C_4H_60_3\right)=1,08\) g.mL-1
Question 1 : Exprimer puis calculer la quantité de matière d'acide salicylique nécessaire à la synthèse.
Question 2 : Exprimer puis calculer la masse d'anhydride éthanoïque nécessaire à la synthèse.
Question 3 : En déduire la quantité de matière d'anydride éthanoïque à prélever.
Correction de l'exercice n° 7-1 :
Question 1 : La masse d'acide salicylique nécessaire à la synthèse est notée \(\displaystyle m_1\).
La masse d'une molécule d'acide salicylique est notée \(\displaystyle m\left(C_7H_60_3\right)\).
Ainsi, le nombre de molécules dans la masse \(\displaystyle m_1\) est \(\displaystyle N=\dfrac{m_1}{m\left(C_7H_60_3\right)}\).
Comme enfin il y a \(\displaystyle N_A\) molécules dans une mole, alors le nombre de moles \(\displaystyle n_1\) s'exprime par \(\displaystyle n_1=\dfrac{m_1}{N_A\times m\left(C_7H_60_3\right)}\).
Le calcul donne : \(\displaystyle \begin{align*} n_1&=\dfrac{m_1}{N_A\times m\left(C_7H_60_3\right)} &=\dfrac{3,5}{6,02\times10^{23}\times2,29\times10^{-22}}\\ &\simeq2,54\times10^{-2} \end{align*} \)
La quantité de matière d'acide salicylique est de \(\displaystyle2,54\times10^{-2}\) mol
Question 2 : La masse d'anhydride éthanoïque nécessaire à la synthèse est notée \(\displaystyle m_2\).
La masse volumique de l'anhydride éthanoïque est \(\displaystyle \rho\left(C_4H_60_3\right)=\dfrac{m_2}{V}\). On a alors :
\(\displaystyle \begin{align*} \rho\left(C_4H_60_3\right)&=\dfrac{m_2}{V} \\ m_2&=V\times\rho\left(C_4H_60_3\right) \\ &=5,0\times1,08 \\ &=5,40 \end{align*} \)
La masse d'anhydride éthanoïque est de 5,40 g
Question 3 : La quantité de matière d'anhydride éthanoïque nécessaire à prélever est notée \(\displaystyle n_2\).
Avec un raisonnement analogue à la première question, on obtient \(\displaystyle n_2=\dfrac{m_2}{N_A\times m\left(C_4H_60_3\right)}\)
\(\displaystyle \begin{align*} n_2&=\dfrac{m_2}{N_A\times m\left(C_4H_60_3\right)} &=\dfrac{5,40}{6,02\times10^{23}\times1,69\times10^{-22}}\\ &\simeq0,05 \end{align*} \)
La quanité de matière d'anhydride éthanoïque est de 0,05 mol
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Enoncé de l'exercice n° 7-2 : (Extrait : n°32 page 106 livre 2nde Belin Education)
L'acide chlorydrique est une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène \(\displaystyle HCl\) utilisée pour décaper les métaux, détertrer un lavabo ou nettoyer les traces de ciment sur un carrelage.
La teneur de 23\\\% indiquée sur la bouteille représente la masse de chlorure d'hydrogène contenu dans 100 g de solution aqueuse.
On donne :
- \(\displaystyle \rho_{acide}=1,15\) g.mL-1
Question 1 : Calculer la masse d'un litre d'acide chlorydrique.
Question 2 : En déduire la masse de chlorure d'hydrogène présent dans un litre d'acide chlorydrique.
Question 3 : Calculer la quantité de matière de chlorure d'hydrogène présent dans un litre d'acide chlorydrique..
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