Sujet Physique-Chimie — Terminale — Amérique du Nord — Bac 2025

Exercice 1 EXERCICE 1 : ÉTUDE D’UN VERNIS À ONGLES (9 POINTS) Les vernis à ongles vont le plus souvent servir à embellir l'ongle en lui conférant plus de brillance et en le colorant. La formulation d'un vernis est pensée en amont pour en faciliter l’usage pour le consommateur, en permettant une application facile, avec un séchage rapide par polymérisation ou évaporation. Pour cela, les fabricants utilisent plusieurs types de substances : - un agent filmogène, le plus souvent de la nitrocellulose, inflammable ; - des résines qui donnent le brillant et l’adhérence ; - des plastifiants pour rendre la matière flexible ; - pour la couleur, des pigments minéraux ou organiques et des nacres naturelles ou synthétiques ; - des solvants pour solubiliser les composants et diminuer le temps de séchage par évaporation du vernis. Serrero, Chloé. Vernis cosmétiques : substances dangereuses pour la santé et formulations alternatives. Thèse de doctorat en pharmacie, Université de Bordeaux, 2023. L’objectif de cet exercice est d’étudier la synthèse de l’éthanoate d’éthyle, couramment utilisé comme solvant dans la formulation des vernis, puis de déterminer le pourcentage massique d’un pigment dans un vernis. 1. Étude d’une synthèse au laboratoire d’un solvant pour vernis Dans les vernis classiques, l’éthanoate de butyle et l’éthanoate d’éthyle sont majoritairement utilisés comme solvant. La formule topologique de l’éthanoate d’éthyle est représentée ci-dessous : Figure 1. Formule de l’éthanoate d’éthyle Q.1. Représenter la formule semi-développée de l’éthanoate d’éthyle. Entourer le groupe caractéristique présent dans cette molécule et nommer la famille fonctionnelle associée. L'éthanoate d'éthyle est formé à partir de l'acide éthanoïque et de l'éthanol, selon la transformation chimique modélisée par la réaction dont l'équation est donnée ci-dessous : 25-PYCJ1AN1 2/14 Exercice 1 Le mécanisme réactionnel de la synthèse de l’acétate d’éthyle est modélisé par plusieurs actes élémentaires, dont le premier est représenté sur la figure 2. Figure 2. Première étape du mécanisme réactionnel Q.2. Justifier le sens de la flèche courbe de la figure 2. L’éthanoate d’éthyle peut être synthétisé dans un laboratoire au lycée en suivant les étapes du protocole expérimental décrit ci-dessous : Étape 1 - Introduire dans un ballon un volume d’éthanol V = 11,7 mL. Sous la hotte, ajouter 1 V = 14,3 mL d’acide éthanoïque et 5 gouttes d'acide sulfurique concentré. Mettre quelques grains 2 de pierre ponce dans le ballon et chauffer à reflux pendant environ 15 minutes, en surveillant le chauffage. Étape 2