Bac Physique-Chimie · Amérique du Sud 2025 · Jour 2 · Réf. 25-PYCJ2AS1

Exercice 1 — Infusion à la framboise

Synthèse de la frambinone (rendement) puis détartrage d'une bouilloire : titrage pH-métrique de l'acide lactique.
9 points · 19 questions · Exercice 1 / 3

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Exercice 1 — Infusion à la framboise (9 points)

La frambinone (« cétone de la framboise ») donne l'arôme de framboise. On étudie (1) une voie de synthèse, puis (2) le détartrage d'une bouilloire à l'acide lactique. Parties indépendantes.

Partie 1 — Synthèse de la frambinone

Figure 1 (frambinone) : HO–C₆H₄–CH₂–CH₂–CO–CH₃ (phénol + cétone).

Figure 2 (séquence) : A = 4-hydroxybenzaldéhyde → (acétone / HO⁻) → B (intermédiaire, cétone α,β-insaturée) → (H₂ / catalyseur, en excès) → frambinone.

Protocole A→B : 2,50 g de 4-hydroxybenzaldéhyde (réactif A) dans 10,0 mL d'acétone ; ajout en excès de 10 mL de soude à 2,5 mol·L⁻¹ ; 24 h ; pâte orangée.

Données : M(4-hydroxybenzaldéhyde) = 122,1 g·mol⁻¹ ; M(frambinone) = 164,2 g·mol⁻¹ ; solubilité du 4-HB : eau faible, alcool forte, acétone très forte, éther forte ; acétone totalement miscible à l'eau. Mécanisme A→B donné en annexe (actes 1 à 4).

Q1. Formule semi-développée de la frambinone. Q2. Entourer/nommer les groupes ; celui justifiant « cétone ». Q3. Justifier l'acétone comme solvant. Q4. Compléter actes 2 et 3 (flèches courbes). Q5. Catégorie de l'acte élémentaire 1. Q6. Montrer r ≈ 65 % (m_exp = 2,19 g).

Partie 2 — Détartrage / acide lactique

Acide lactique : CH₃–CHOH–COOH ; pKₐ(acide lactique/lactate) = 3,86 à 25 °C ; χ(H)=2,1 ; χ(C)=2,5 ; χ(O)=3,5. Solution préparée : pH = 2,1.

Étiquette du commercial : titre massique 55 % ; M = 90,08 g·mol⁻¹ ; densité 1,25. Soude titrante : c_b = 1,00×10⁻¹ mol·L⁻¹. Dilution ×100 pour préparer S_diluée (200,0 mL). Verrerie : pipettes 2,0 / 5,0 / 20,0 mL ; fioles 100,0 / 200,0 / 500,0 mL. Titrage de V_a = 15,0 mL de S_diluée.

Incertitude : u(c_mes) = 0,34 mol·L⁻¹ ; accord si |X_mes − X_ref|/u(X_mes) ≤ 2 ; référence = 7,6 mol·L⁻¹.

pHV_b (mL) 1470 01018 V_bE≈11,8 équiv. (pH≈8,5) pKa=3,86 à V/2
Titrage pH-métrique de S_diluée (V_a=15,0 mL) par la soude c_b=1,00×10⁻¹ mol·L⁻¹. Saut de pH ≈ 6,5 → 10,8. Équivalence : milieu du saut, V_bE ≈ 11,8 mL (pH ≈ 8,5, basique).
IndicateurZone de virage
Hélianthine3,1 – 4,4
Bleu de bromothymol6,0 – 7,6
Bleu de thymol8,0 – 9,6
Q7. Acide selon Brönsted + caractère acide. Q8. Schéma de Lewis de l'ion lactate. Q9. Équation AH + eau. Q10. Expression de K_A. Q11. Diagramme de prédominance → AH prédomine. Q12. Montrer c_com = 7,6 mol·L⁻¹. Q13. EPI. Q14. Verrerie (dilution ×100). Q15. Schéma du titrage. Q16. V_bE à l'équivalence. Q17. Concentration de S_diluée. Q18. Compatibilité avec 7,6 mol·L⁻¹. Q19. Indicateur coloré adapté.
📖Le contexte (énoncé)
📋 ÉNONCÉ (mot pour mot)
On étudie l'arôme de framboiseFrambinone = « cétone de la framboise », HO–C₆H₄–CH₂–CH₂–CO–CH₃. Partie 1 : synthèse (rendement). Partie 2 : détartrage à l'acide lactique (titrage). : d'abord une voie de synthèse de la frambinone et son rendement, puis le détartrage d'une bouilloire par titrage pH-métrique de l'acide lactique.
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