Sujet Physique-Chimie — Terminale — Polynésie — Bac 2024

EXERCICE 1 – UNE SÉRIE D’EXPÉRIENCES HISTORIQUES : LA RÉACTION D’ESTÉRIFICATION ÉTUDIÉE PAR MARCELLIN BERTHELOT (9 POINTS) Marcellin Berthelot (1827-1907), auteur de nombreuses découvertes en chimie, est considéré comme l’un des plus grands scientifiques français du dix-neuvième siècle. Avec l’aide de son élève, Léon Péan de Saint-Gilles, il a étudié de manière approfondie la réaction entre un alcool et un acide carboxylique. L’objectif de cet exercice est de montrer comment la technique du dosage par titrage a permis à Marcellin Berthelot de mettre en évidence les notions de cinétique chimique et d’équilibre chimique. 1. Dosage par titrage. Berthelot et Péan de Saint-Gilles ont réalisé un mélange contenant les mêmes quantités de matière en acide éthanoïque et en éthanol laissé à la température ambiante de 20 °C. Il s’est formé de l’éthanoate d’éthyle et de l’eau. La transformation d’estérification qui s’est déroulée était très lente. Elle peut être modélisée par l’équation de réaction suivante : CH COOH(ℓ) + C H OH(ℓ) ⇄ CH COOC H (ℓ) + H O(ℓ) 3 2 5 3 2 5 2 Q1. Représenter la formule semi-développée de l’acide éthanoïque. Entourer et nommer le groupe caractéristique de la molécule. Nommer la famille fonctionnelle à laquelle appartient l’éthanoate d’éthyle. La transformation s’étant poursuivie pendant quinze jours, un échantillon du mélange réactionnel a alors été prélevé afin de connaître l’évolution des quantités de matière des espèces chimiques en jeu. Pour Marcellin Berthelot : « C’est évidemment l’acide qu’il faut déterminer. On transvase (l’échantillon) dans un vase à fond plat. On ajoute quelques gouttes de teinture de tournesol et l’on verse de l’eau de baryte avec une burette graduée jusqu’à ce que la teinte rose du tournesol ait viré au bleu franc. » Données :  Le vase à fond plat est un erlenmeyer ;  La teinture de tournesol est un indicateur coloré acido-basique ;  L’eau de baryte est une solution aqueuse d’hydroxyde de baryum : elle contient les ions baryum Ba2+(aq), spectateurs, et les ions hydroxyde HO − (aq) ; − −  Couples acide / base mis en jeu : CH CO H(ℓ) / CH CO (aq) ; H O(ℓ) / HO (aq). 3 2 3 2 2 Q2. Faire un schéma du dosage par titrage réalisé en y indiquant les positions de la solution titrante et de la solution titrée. Q3. Écrire l’équation de réaction qui modélise la transformation lors du dosage par titrage entre