Sujet Physique-Chimie — Terminale — Polynésie — Bac 2024

EXERCICE 1 - SUIVI CINÉTIQUE PAR CONDUCTIMÉTRIE DE L’HYDROLYSE DU CHLORURE DE TERTIOBUTYLE (9 POINTS) Le chlorure de tertiobutyle est un composé organique utilisé comme solvant pour les peintures ou comme intermédiaire dans la synthèse de certains parfums. Instable en solution aqueuse, celui-ci se décompose par hydrolyse en formant un alcool. La molécule de chlorure de tertiobutyle L’objectif de cet exercice est de suivre l'évolution temporelle de l'hydrolyse du chlorure de tertiobutyle. Suivi conductimétrique de l’hydrolyse du chlorure de tertiobutyle. Lorsqu’une transformation chimique lente met en jeu une espèce ionique, la conductimétrie permet d’étudier sa cinétique. Données :  Le chlorure de tertiobutyle a pour formule (CH ) C-Cℓ. Pour simplifier, il sera noté 3 3 par la suite RCℓ où le groupe alkyle R représente (CH ) C- ; 3 3  L’équation de la réaction modélisant l’hydrolyse du chlorure de tertiobutyle est : RCℓ(aq) + 2 H O(ℓ) → ROH aq + H O + aq + Cℓ– (aq) 2 3  La valeur de la masse volumique ρ du chlorure de tertiobutyle : ρ = 0,850 g·mL–1 ; ( ) ( )  Tableau regroupant les masses molaires atomiques des atomes de carbone, d’hydrogène et de chlore : Atomes Carbone C Hydrogène H Chlore Cℓ Masses molaires 12,0 1,00 35,5 en g·mol–1 Q1. Représenter la formule semi-développée de l’alcool ROH produit lors de l’hydrolyse du chlorure de tertiobutyle. Entourer et nommer le groupe caractéristique présent. Pour réaliser l’étude cinétique de l’hydrolyse du chlorure de tertiobutyle, on met en œuvre le protocole suivant : • Verser un volume V = 200 mL d’un mélange d’eau et de propanone dans un e bécher ; • Placer le bécher dans un cristallisoir rempli d’eau ; • Installer une sonde conductimétrique et un dispositif d’agitation ; • À l’aide d’une pipette jaugée, verser un volume V = 1,0 mL de chlorure de tertiobutyle dans le volume V et déclencher l’enregistrement à cet instant ; e • Mesurer la conductivité σ toutes les 5 minutes pendant environ 100 minutes en prenant soin de stopper l’agitation pendant les mesures. 24-PYCJ2PO1 Page : 2/12 La courbe représentant la variation de la conductivité σ en fonction du temps t est donnée figure 1. Figure 1. Représentation graphique des variations de la conductivité σ de la solution en fonction du temps t. Donnée :  Loi de Kohlrausch donne, pour une solution diluée, l’expression de la