Un monoalcool A a une masse volumique de $0,79\frac{kg}{L}$ . a) Si on fait réagir $9,5\; mL$ de A avec un excès de sodium, on recueille $1,4\;L\;H_2$ (c.n.t.p.). Trouver la formule brute de A.
$m_A$ $=$ $0,79\cdot 9,5$ $ =$ $ 7,5\; g$ $n_{H_2}$ $=$ $\frac{1,4}{22,4}$ $=$ $0,0635\; mol$ 2 moles A forment une mole $H_2$ $n_A$ $=$ $2\cdot 0,0635$ $=$ $0,127\; mol$ $M_A$ $=$ $\frac{m_A}{n_A}$ $=$ $60\;\frac{g}{mol}$ Formule de A: $C_nH_{2n+2}O$ $12n+2n+2+16$ $=$ $60$ d'où $n=3$ Formule brute: $C_3H_7OH$
b) Établir les réactions des isomères de A avec un excès de permanganate de potassium en milieu acide. Calculer chaque fois le rapport $\frac{n_A}{n_MnO_4^-}$
1er isomère: le propan-1-ol
- 1ère étape:
Propan-1-ol $\Rightarrow$ propanal:
$CH_3CH_2CH_2OH$ $-$ $2e^-$ $\rightarrow$ $CH_3CH_2CHO$ $+$ $2H^+$ | $\cdot 5$
$MnO_4^-$ $+$ $5e^-$ $+$ $8H^+$ $\rightarrow$ $Mn^{2+}$ $+$ $4H_2O$ | $\cdot 2$
$5CH_3CH_2CH_2OH$ $+$ $2MnO_4^-$ $+$ $6H^+$ $\rightarrow$ $5CH_3CH_2CHO$ $+$ $2Mn^{2+}$ $+$ $8H_2O$
- 2e étape:
Propanal $\Rightarrow$ acide propanoïque:
$CH_3CH_2CHO$ $-$ $2e^-$ $+$ $H_2O$ $\rightarrow$ $CH_3CH_2COOH$ $+$ $2H^+$
$MnO_4^-$ $+$ $5e^-$ $+$ $8H^+$ $\rightarrow$ $Mn^{2+}$ $+$ $4H_2O$
$5CH_3CH_2CHO$ $+$ $2MnO_4^-$ $+$ $6H^+$ $\rightarrow$ $5CH_3CH_2COOH$ $+$ $2Mn^{2+}$ $+$ $3H_2O$
Rapport:
$\frac{n_{alcool}}{n_{permanganate}}=\frac{5}{4}$
2e isomère: le propan-2-ol
Propan-2-ol $\Rightarrow$ propanone:
$CH_3CHOHCH_3$ $-$ $2e^-$ $\rightarrow$ $CH_3COCH_3$ $+$ $2H^+$ | $\cdot 5$
$MnO_4^-$ $+$ $5e^-$ $+$ $8H^+$ $\rightarrow$ $Mn^{2+}$ $+$ $4H_2O$ | $\cdot 2$
$5CH_3CHOHCH_3$ $+$ $2MnO_4^-$ $+$ $6H^+$ $\rightarrow$ $5CH_3COCH_3$ $+$ $2Mn^{2+}$ $+$ $8H_2O$
Rapport:
$\frac{n_{alcool}}{n_{permanganate}}$ $=$ $\frac{5}{2}$
c) À une deuxième prise de $9,5\; mL$, on ajoute de l'eau afin d'obtenir $100\; mL$ de solution. $10\; mL$ de cette solution sont acidifiés, puis on ajoute une solution de permanganate de potassium 0,2 molaire. Le mélange vire au rose après ajoute de $25,4 \; mL$ de cette solution. De quel alcool s'agit-il et pourquoi ?
Dans $10\; mL$: $n_A$ $=$ $0,0127\; mol$ Dans $25,4\; mL$: $n_{MnO_4^-}$ $=$ $0,0254\cdot 0,2$ $=$ $0,00508 mol$ $\frac{n_A}{n_{MnO_4^-}}$ $=$ $2,5$ $=$ $\frac{5}{2}$ Il s'agit du propan-2-ol !
