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CORRIGE DE PHYSIQUE-CHIMIE - DEVOIR 7 - TS - 19 /03/15
1.1.
Cr2O72- + 14 H+ + 6 e-⇌ 2 Cr3+ + 7 H2O ;
CH3CH2OH + H2O ⇌ CH3COOH + 4 H+ + 4 e1.2. (a) Avant usage, le tube de l’éthylotest contient l’ion dichromate jaune-orangé. La couleur perçue est
donc jaune-orangé (les autres espèces chimiques étant incolores).
(b) Après l’usage, si le test est négatif, la réaction de l’ion dichromate avec l’éthanol n’a pas eu lieu et
la couleur perçue est toujours jaune-orangé.
(c) Au contraire, si le test est positif, le tube contient alors des ions chrome III et la couleur perçue est
verte sur la longueur de l’éthylotest mise en contact avec l’éthanol.
2.1. Cette réaction chimique peut être suivie par spectrophotométrie car elle fait intervenir des espèces
colorées dont la concentration, donc l'absorbance, va être modifiée au cours du temps.
2.2. Le spectre d’absorption de l’ion dichromate montre que cet ion absorbe majoritairement dans le bleu,
d’où sa couleur jaune-orangé qui est le complémentaire du bleu.
2.3. Pour plus de précision, on se place à proximité au maximum d’absorption de l’ion dichromate.
On ne tient pas compte de l’ion chrome III car il n’absorbe pas dans ce domaine de longueur d’onde.
2.4. L’éthanol est le réactif limitant et l’ion dichromate est en excès. En effet, la courbe A = f(t) montre que
l’absorbance due à l’ion dichromate n’est pas nulle quand la réaction est terminée.
2.5. On a : Af = k × [Cr2O72-]f
d’où
Af
k
2,39
[Cr2O72-]f =
150
[Cr2O72-]f =
avec Af = 2,39 (lecture graphique)
[Cr2O72-]f = 1,59 × 10-2 mol/L
On retrouve la valeur annoncé dans l’énoncé.
2.6. Démarche : 1) On calcule l’avancement maximal de la réaction avec la relation donnée dans le texte.
2) Sachant que l’éthanol est le réactif limitant, on en déduit la quantité de matière n1
d’éthanol présent dans les 2,0 mL de sang dosé.
3) On calcule ensuite la concentration molaire d’éthanol dans le sang (a) OU la masse
correspondante à la quantité de matière n1 (b).
4) On termine par le calcul de la concentration massique (ou taux) d’éthanol dans le sang.
1)
2)
xf 
n2  Cr2O72 f  V
2
d’où
xf 
C2  V2  Cr2O72 f  V
2
2,0.102  10,0.103  1,59.102  12,0.103
xf 
2
-6
xf = 4,6.10 mol
A l’état final, l’éthanol étant le réactif limitant, on a : n1 – 3 xf = 0 mol
3) (a)
On a :
C1 =
n1
V1
donc C1 =
1,4.10 5
2,0.10 3
soit n1 = 3 xf
n1 = 3 × 4,6.10-6
n1 = 1,4.10-5 mol
soit C1 = 7,0.10-3 mol.L-1
OU
(b) n1 =
m1
M1
4) (a) On a :
donc
m1 = n1 × M1
Cm1 = C1 ×M
soit
m1 = 1,4.10-5 × 46,0 = 6,4.10-4 g
donc Cm1 = 7,0.10-3 × 46,0 soit Cm1 = 0,32 g.L-1
OU
(b) On a :
Cm1 =
m1
V1
soit
Cm1 =
6,4.10 4
2,0.10 3
soit Cm1 = 0,32 g.L-1
 Le taux d’alcool dans le sang est inférieur à 0,50 g.L-1, l’automobiliste n’était pas en infraction.
3.1. La réaction est terminée quand l’absorbance est constante et égale à 2,390. Ainsi, la durée de la
réaction est environ égale à 20 min.
3.2. Cette réaction peut être considérée comme lente car elle dure
plusieurs minutes. Pour l’accélérer, on peut, par exemple, augmenter
la température du système chimique.
Quand on accélère la réaction, le minimum d’absorbance est plus
rapidement atteint et la durée de la réaction est plus faible. On obtient
la courbe  par exemple.
4.1. On observe trois signaux dans le spectre RMN donc la molécule est composée de trois groupes de
protons équivalents. Ce spectre peut correspondre à l’éthanol ou à l’éthanoate d’éthyle, l’acide
éthanoïque ne possédant que deux groupes de proton équivalents.
4.2. La courbe d’intégration montre que deux signaux (le singulet et le triplet) correspondent à trois protons
équivalents tandis que le quadruplet correspond à deux protons équivalents. Le spectre RMN est celui
de l’éthanoate d’éthyle.
4.3. Il s’agit du spectre 2 car il y a présence d’une bande fine d’absorption entre 1680 et 1710 cm-1 montrant
l’existence d’une liaison C=O d’un acide carboxylique et présence aussi d’une bande large d’absorption
entre 2500 et 3000 cm-1 caractéristique d’une liaison OH d’un acide carboxylique.
5.1. La liaison correspondant au nombre d’onde de 1057 cm-1 est la liaison Ctét – O (lecture dans table IR).
5.2. L’éthanoate d’éthyle peut fausser les mesures à la longueur d’onde  car cette molécule possède une
liaison Ctét – O.