Chimie et physique en terminale S : guide complet TS

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Techniques utilisées lors d une synthèse – Terminale S Exercice 01 : Synthèse de la menthone La menthone est un des constituants de l’huile essentielle de menthe poivrée. On peut la préparer par oxydation ménagée du menthol, selon le protocole suivant. « Dans un ballon, introduire 16 g de menthol et 100 mL d’une solution aqueuse de permanganate de potassium à la concentration 0,80 mol.L-1 (et acidifiée par quelques millilitres d’acide sulfurique…

Exercices corrigés pour la tleS – Sélectivité en chimie organique – Terminale S Exercice 01 : Reconnaître un réactif sélectif On donne dans le tableau ci-après les fonctions transformées par trois réactifs courants. Quel est le réactif le moins sélectif parmi les trois réactifs proposés ? Parmi les trois réactifs, en existe-il un qui permette de transformer sélectivement un groupe nitro en groupe amine ? On considère le métanitro-benzaldéhyde dont la formule est donnée ci-contre. Donner pour chaque réactif, proposé…

Cours de tleS – Sélectivité en chimie organique – Terminale S Le problème de la sélectivité en chimie organique se pose dans un grand nombre de synthèses organiques. Qu’est-ce que la sélectivité ? La sélectivité en synthèse organique intervient dès lors que l’on utilise des composés polyfonctionnels. Les composés polyfonctionnels sont des molécules qui contiennent plusieurs groupes caractéristiques : ces groupes peuvent être identiques (exemple : le glycérol) ou différents (exemple : la glycine). Le problème de la sélectivité se…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Chimie durable respect de l’environnement – Terminale S Exercice 01 : Rappels de cours Quel est l’objectif de la chimie durable ? En chimie durable, en quoi consiste l’économie d’atomes ? Quels sont les intérêts de l’utilisation de catalyseurs très sélectifs ? Exercice 02 : Comparaison de deux processus d’oxydation On étudie deux réactions dont les équations-bilans sont données ci-après. Oxydation par le dioxygène de l’air, en présence d’un catalyseur à base…

Cours de tleS – Chimie durable respect de l environnement – Terminale S Certaines réactions chimiques nuisent à l’environnement de même pour certaines espèces obtenues par synthèse. Toutes atteintes à l’environnement incitent l’Homme à aller vers une chimie durable, une chimie qui garantit le respect de l’environnement. Chimie durable, respect de l’environnement L’objectif est de concevoir des synthèses qui réduisent, voir élimine l’utilisation ou la formation de substances néfaste pour l’environnement. Pour limiter la production de déchets, une synthèse doit…

Cours de tleS – Techniques utilisées lors d une synthèse – Terminale S Le choix d’une technique de synthèse, parmi toutes celles possibles pour obtenir une espèce, se fait selon des critères comme la facilité de mise en œuvre du protocole, le coût, le rendement attendu, le respect de l’environnement ….. Paramètres expérimentaux La réussite d’une synthèse est assurée par le respect des paramètres expérimentaux précisés par le protocole. Ce sont généralement : La température, qui influe sur la faisabilité…

Exercices à imprimer pour la tleS – Espèces mises en jeux dans une synthèse – Terminale S Exercice 01 : Analyser le rôle des espèces et des paramètres expérimentaux L’éthanoate de 3-méthylbutyle C (un ester très utilisé en tant qu’arôme artificiel en raison de son odeur de banane) peut être synthétisé à partir de l’alcool isoamylique A et de l’acide éthanoïque B selon le protocole décrit ci-contre. « Dans un ballon, introduire successivement un volume VA = 10 mL d’alcool…

Cours pour la tleS – Espèces mises en jeux dans une synthèse – Terminale S L’objectif d’une synthèse organique est d’obtenir une espèce chimique (après une ou plusieurs transformations). Pour la mener à bien, on dispose d’un protocole indiquant les différentes opérations à réaliser, les paramètres expérimentaux et les quantités des espèces mises en jeu. Rôle des différentes espèces Les réactifs sont les espèces que l’on souhaite faire réagir entre elles pour les transformer en produits. Ces composés apparaissent dans…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Dosages par titrage – Terminale S Exercice 01 : Dosage d’un antiseptique Les solutions aqueuses de diiode I2 sont utilisées comme antiseptique à usage domestique. Avec une pipette jaugée (de précision 0,02 mL), on introduit V0 = 20 mL d’antiseptique dans un bécher et on y ajoute une goutte d’empois d’amidon. On dose ensuite à l’aide d’une burette (précision 0,1 mL), par une solution de thiosulfate de sodium de concentration CT =…

Cours de tleS – Dosages par titrage – Terminale S Un dosage consiste à déterminer la quantité d’un composé X dans un système. Si le système est solide, on cherche généralement à mesurer le pourcentage (massique ou molaire) de X dans le solide. Si le système est liquide, on cherche usuellement la concentration Cx de X. Principe Un dosage par titrage direct est un dosage utilisant une transformation chimique. On effectue un dosage par titrage direct lorsqu’on fait réagir le…

Exercices à imprimer pour la tleS – Dosages par étalonnage – Terminale S Exercice 01 : Exploiter un dosage par étalonnage L’ion permanganate en solution est de couleur violette. On prépare des solutions de différentes concentrations C parfaitement connues, dont on mesure l’absorbance A à 525 nm. D’autre part, on réalise indépendamment plusieurs mesures de l’absorbance d’une solution d’ions permanganate de concentration inconnue. Les valeurs obtenues sont : 1,01 ; 1,05 ; 1,08 ; 1,32 ; 1,04 ; 1,05 ;…

Cours de tleS – Dosages par étalonnage – Terminale S Un dosage consiste à déterminer la quantité d’un composé X dans un système. Si le système est solide, on cherche généralement à mesurer le pourcentage (massique ou molaire) de X dans le solide. Si le système est liquide, on cherche usuellement la concentration Cx de X. Grandeurs dépendant de la concentration L’absorbance A (sans unité) d’une substance X mesure l’absorption de la lumière par X. elle vérifie la loi de…

Exercices à imprimer pour la tleS – Solution tampon – Terminale S Exercice 01 : On souhaite préparer une solution tampon à . Pour cela, on prélève un volume d’une solution d’acide éthanoïque à la concentration. On y ajoute un volume d’une solution de soude à la concentration. La réaction entre l’acide éthanoïque et les ions hydroxyde est totale. Calculer le rapport des concentrations de l’acide éthanoïque et de sa base conjuguée dans la solution tampon. En déduire le rapport…

Cours de tleS – Solution tampon – Terminale S Le pH d’une solution tampon ne varie presque pas et ce malgré 1’ajout modéré de base ou d’acide ou d’eau lors d’une dilution. Solution tampon Définition: Une solution tampon est constituée d’un acide faible et de sa base conjuguée dans des concentrations assez proches. Le pH d’une solution tampon est donc voisin du pKa de ce couple. Les solutions tampon jouent un rôle fondamental en biologie. Les liquides physiologiques sont tamponnés….

Exercices corrigés pour la tleS – Réactions d’échange de proton – Terminale S Exercice 01 : Lorsque pH=9,2, déterminer avec une calculatrice si : Pour, déterminer à l’aide d’une calculatrice si : Exercice 02 : Afin de déterminer le du couple acide base, noté, on mesure le pH de solutions contenant les deux espèces conjuguées de ce coupe. On utilisera une solution S1 contenant l’espèce A- de concentration molaire et une solution S2 contenant l’espèce AH, de concentration. Avec un…

Cours de tleS – Réactions d échange de proton – Terminale S Une réaction acido-basique implique deux couples acide-base. L’acide HA d’un couple (éventuellement l’eau) échange un proton avec la base B- d’un autre couple (éventuellement l’eau). Définition du pH Par définition, le pH d’une solution est lié à la concentration molaire en ions oxonium (ou hydronium) H.O+, par la relation : Le pH d’une solution aqueuse est compris entre 0 et 14. Le pH se mesure à 1’aide d’un…

Exercices à imprimer pour la tleS – Acides et bases – Terminale S Exercice 01 : Lors de la mise en solution d’une base faible dans l’eau, cette dernière : Joue le rôle de base. Joue le rôle d’acide. Ne joue pas de rôle. La réaction d’un acide fort sur l’eau : Est totale. Forme une base faible. N’a jamais lieu. L’avancement d’une réaction entre une base forte et un acide faible est : Le plus souvent grand. Le plus…

Cours de tleS – Acides et bases – Terminale S La fonction logarithme décimal ne doit pas être confondue avec le logarithme népérien (noté ln). Sa fonction réciproque est , c’est-à-dire que Pour une réaction : à un avancement de x, il a disparu ax mol de A, bx mol de B et il est apparu cx mol de C. Les acides et les bases Un acide: Un acide est une espèce chimique (molécule ou ion) capable de libérer un…

Exercices corrigés à imprimer – Stéréoisomérie de configuration – Terminale S Exercice 01 : Reconnaître les relations de stéréoisomérie La phénylpropanolamine A est un principe actif qui a longtemps été utilisée comme décongestionnant nasal, mais elle a été peu à peu abandonnée à cause des effets secondaires qu’elle provoquait, comme la somnolence par exemple. Préciser les relations de stéréoisomérie entre A et B, puis entre A et C. Exercice 02 : Hydroxyproline L’hydroxyproline est une substance biologique de grande nécessité…

Cours pour la tleS – Stéréoisomérie de configuration – Terminale S Des stéréoisomères sont des composés ayant la même formule brute, la même formule développée plane, mais des structures spatiales différentes. Enantiomérie Deux énantiomères sont des molécules qui sont images l’une de l’autre par un miroir plan et non superposables. Ils sont liés par une relation d’énantiomérie et sont toujours chiraux. Un composé possédant un seul carbone asymétrique peut uniquement exister sous formes de deux énantiomères. Un mélange racémique est…

Exercices à imprimer pour la tleS – Chiralité des molécules – Terminale S Exercice 01 : Identifier une molécule chirale Indiquer pour chaque molécule représentée si elle est chirale ou achirale. Exercice 02 : Identifier les atomes de carbone asymétriques En expliquant la démarche, identifier les atomes de carbones asymétriques dans les composés suivants. Sur chaque molécule proposée, repérer le (ou les) atome(s) de carbone asymétrique(s) par un astérisque. Exercice 03 : Chiralité et alcanes Donner la formule des trois…

Cours de tleS sur la chiralité des molécules – Terminale S Une molécule est chirale si elle n’est pas superposable à son image dans un miroir (ou image spéculaire). Inversement, une molécule est achirale quand elle est superposable à son image dans un miroir plan. Une molécule possédant un plan de symétrie est toujours achirale, car elle est nécessairement superposable à son image spéculaire. Carbone asymétrique Un atome de carbone est appelé atome de carbone asymétrique si, et seulement si,…

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Conformations des molécules organiques – Terminale S Exercice 01 : Le glucose Le glucose est un sucre synthétisé par les plantes lors de la photosynthèse. Sa formule est donnée ci-contre. Reproduire la molécule de glucose en indiquant l’orientation des hydrogènes liés aux carbones qui portent des groupes hydroxyle (OH) situés en dehors du plan de la feuille. Des élèves ont représenté la molécule de glucose comme indiqué ci-dessous. Quelle orientation doivent-ils indiquer…

Cours sur la tleS – Conformations des molécules organiques – Terminale S Les molécules ne sont pas rigides. Sur un modèle moléculaire comme celui de l’éthane, on peut aisément effectuer des rotations autour de la liaison C – C des deux groupes méthyle l’un par rapport à l’autre. On obtient ainsi diverses dispositions dans l’espace des atomes d’une même molécule. Celles-ci ne diffèrent que par une rotation autour d’une liaison simple : ces différentes positions sont appelées conformations de la…

Exercices corrigés à imprimer – Représentation des molécules organiques – Terminale S Exercice 01 : De la formule semi-développée à la formule topologique Représenter les composés suivants en utilisant l’écriture topologique. Expliquer comment procède-t-on. Asparagine (acide aminé) Sorbitol (édulcorant) Aspirine Exercice 02 : De la formule topologique à la formule semi-développée. Pour chaque molécule décrite à l’aide de sa représentation topologique, donner la formule semi-développée. Exercice 03 : Utiliser la représentation de Cram La thréonine est un acide α-aminé dont…

Cours de tleS – Représentation des molécules organiques – Terminale S Dans les molécules, les atomes de carbone, d’azote et d’oxygène s’entourent de quatre doublets de manière à respecter la règle de l’octet. En revanche, l’atome d’hydrogène n’établit qu’une seule liaison : c’est la règle du duet. Les doublets d’un carbone impliqué dans quatre liaisons simples se disposent spatialement selon une géométrie tétraédrique. Formule brute Cette formule tient uniquement compte du nombre d’atomes de chaque élément qui composent la molécule….

Exercices corrigés à imprimer pour la tleS – Aspect microscopique des transformations – Terminale S Exercice 01 : Quelles sont les charges partielles portées par les atomes X et Y, sachant que l’atome Y est moins électronégatif que X ? Dans la molécule, l’atome X est : Un site nucléophile. Un site électrophile. Ni l’un ni l’autre. Pour indiquer la formation d’une liaison, on utilise une flèche courbe : Dont l’orientation n’a pas d’importance. Qui se dirige du site accepteur…

Cours de tleS – Aspect microscopique des transformations – Terminale S L’électronégativité caractérise l’aptitude d’un atome à attirer les électrons des liaisons covalentes dans lesquelles il est engagé. Plus un atome est électronégatif, plus sa capacité à attirer les électrons est importante. Aspect microscopique des transformations Sites donneurs et accepteurs de doublets: Une liaison covalente est polarisée si elle relie des atomes d’électronégativités différentes. L’atome le plus électronégatif porte une charge partielle négative (notés –δ) et l’atome le moins électronégatif…

Exercices corrigés à imprimer – Aspect macroscopique des transformations – Terminale S Exercice 01 : Quelle transformation ne correspond pas à une modification de chaîne ? Un ajout d’atomes de carbone à une molécule. Une perte d’atomes de carbone par une molécule. Une transformation de HCOOH en CH3 Lors d’une réaction d’addition : Une double liaison est transformée en liaison simple. On forme une double liaison. Une liaison simple se rompt alors qu’une autre se forme. Quelle sont les réactions…

Cours de tleS – Aspect macroscopique des transformations – Terminale S Lors d’une transformation chimique, certaines espèces sont converties en de nouvelles espèces. Au niveau macroscopique, toute transformation se représente par une réaction, dont l’équation-bilan indique la nature des réactifs et des produits. Aspect macroscopique des transformations Nature des transformations: Lors d’une transformation chimique, on peut intervenir sur le groupe fonctionnel (groupe caractéristique) et le modifier. Exemple : on peut réaliser l’oxydation du propanol en acide propanoïque à l’aide de…