Synthèse et identification d’une espèce

Réponse attendue : C, D, E

1. A — Faux. Non. Une odeur semblable peut provenir de mélanges ; il faut des observations analytiques adaptées. Deux composés différents peuvent partager une odeur proche, et une impureté peut rester inaperçue au nez.

2. B — Faux. Non. Naturel ou synthétique décrit l’origine, pas à lui seul la formule ou la structure chimique. La comparaison porte ici sur les molécules obtenues, non sur la façon de les produire.

3. C — Vrai. Oui. L’origine plante ou laboratoire ne change pas l’identité d’une entité de même composition et même structure.

4. D — Vrai. Oui. Réactifs résiduels, sous-produits ou solvants peuvent coexister avec le produit voulu. Isoler l’espèce cible demande donc une étape de séparation et un contrôle de pureté distincts de la réaction.

5. E — Vrai. Oui. CCM, température de changement d’état ou autres analyses cohérentes fournissent des indices comparables selon les conditions.

Réponse attendue : A, B, D

1. A — Vrai. Oui. Le reflux concerne le déroulement de la synthèse ; une purification et une identification peuvent rester nécessaires.

2. B — Vrai. Oui. Le refroidissement provoque le retour à l’état liquide de nombreuses vapeurs condensables. La gaine parcourue par l’eau froide retire de l’énergie aux vapeurs sans les mélanger à l’eau.

3. C — Faux. Non. À reflux, le liquide condensé retourne au ballon ; recueillir un distillat correspond à un autre montage.

4. D — Vrai. Oui. Une partie des vapeurs se liquéfie dans le réfrigérant et retourne dans le ballon. Le liquide condensé retombe dans le ballon au lieu d’être recueilli comme dans une distillation.

5. E — Faux. Non. Un système fermé chauffé peut monter en pression dangereusement ; l’extrémité du réfrigérant ne doit pas être hermétiquement obturée.

Réponse attendue : A, C, D

1. A — Vrai. Oui. L’arrivée par le bas permet de remplir la gaine du réfrigérant et de chasser l’air vers le haut.

2. B — Faux. Non. Une arrivée haute peut laisser des zones moins bien remplies ; le montage usuel alimente la gaine par le bas.

3. C — Vrai. Oui. Laisser une communication adaptée évite d’enfermer un système chauffé sous pression. Le réfrigérant reste ouvert à l’air par son sommet pour éviter une montée dangereuse de pression.

4. D — Vrai. Oui. Cela maintient la gaine remplie ; le liquide réfrigérant circule autour du tube des vapeurs sans les mélanger.

5. E — Faux. Non. Elle circule dans l’enveloppe séparée du réfrigérant et ne devient pas un réactif du ballon. Une entrée d’eau dans le ballon changerait les quantités de réactifs et le milieu de la transformation.

Réponse attendue : A, B, C

1. A — Vrai. Oui. Ils fournissent des sites de formation de bulles, limitant les à-coups d’ébullition. Leur effet porte sur la manière dont le liquide bout, pas sur la vitesse intrinsèque de la réaction.

2. B — Vrai. Oui. L’ajout préalable évite d’introduire brutalement des grains dans un liquide déjà très chaud et susceptible de bouillir par à-coups.

3. C — Vrai. Oui. Le résultat de la réaction doit être étudié par des méthodes adaptées, indépendamment de la régularité du chauffage.

4. D — Faux. Non. Leur rôle expérimental est de régulariser l’ébullition, pas de constituer l’espèce recherchée. Ils ne figurent pas dans le bilan chimique proposé pour produire la molécule cible.

5. E — Faux. Non. La pierre ponce agit sur l’ébullition ; le réfrigérant condense séparément les vapeurs. Des bulles régulières n’empêchent pas les espèces volatiles de quitter un ballon sans condensation.

Réponse attendue : A, C, E

1. A — Vrai. Oui. L’extraction exploite sa plus grande solubilité dans le solvant ajouté, sous les conditions de l’expérience.

2. B — Faux. Non. Il faut comparer les masses volumiques des solvants utilisés ; certains solvants organiques se placent au-dessus, d’autres au-dessous.

3. C — Vrai. Oui. Un solvant d’extraction doit former une phase distincte et favoriser le transfert de l’espèce recherchée.

4. D — Faux. Non. Une extraction redistribue une espèce entre phases ; elle ne signifie pas à elle seule une réaction chimique.

5. E — Vrai. Oui. Les deux solvants non miscibles forment des couches après décantation. Il faut ensuite reconnaître quelle couche contient l’espèce recherchée avant d’ouvrir le robinet de l’ampoule.

Réponse attendue : C

1. A — Faux. Non. Le robinet permet de recueillir successivement la phase inférieure et la phase supérieure. La séparation se fait après repos, en soutirant d’abord la couche inférieure par le robinet.

2. B — Faux. La masse volumique organique 0,80 g·mL⁻¹ est inférieure à celle de l’eau : cette phase surnage.

3. C — Vrai. Oui. L’énoncé place principalement le produit dans le solvant organique, ici en haut. Comme 0,80 est inférieur à 1,00 g·mL⁻¹, cette phase moins dense surnage après décantation.

4. D — Faux. Non. L’espèce est décrite comme préférentiellement extraite dans la phase organique ; une part peut toutefois rester dans l’eau.

5. E — Faux. Avant d’écarter une phase, on vérifie sa nature et où se trouve le produit pour éviter une perte.

Réponse attendue : D, E

1. A — Faux. Non. Ce serait exposer le visage à une projection sous pression. Le liquide ou des vapeurs pourraient sortir brusquement à l’ouverture de l’ampoule.

2. B — Faux. L’agitation disperse temporairement les liquides ; il faut ensuite les laisser décanter pour distinguer les couches.

3. C — Faux. Non. Une surpression doit être relâchée avec prudence selon le protocole, en dirigeant le robinet vers une zone sûre.

4. D — Vrai. Oui. La tenue du bouchon évite une ouverture involontaire pendant l’agitation. Une pression peut se former pendant l’agitation ; il faut dégazer en orientant le robinet loin des personnes.

5. E — Vrai. Oui. Une surpression peut projeter du liquide ; dégazer régulièrement vers une zone sûre en respectant le protocole.

Réponse attendue : A, B, D, E

1. A — Vrai. La filtration exploite la taille des particules : le solide reste dans le filtre et le liquide forme le filtrat.

2. B — Vrai. Oui. Cette identification conditionne l’étape de récupération et évite de jeter la bonne phase. Ici le solide recherché reste sur le filtre : recueillir seulement le filtrat ferait perdre le produit.

3. C — Faux. Non. Dans ce protocole, le produit recherché est le résidu retenu ; on le récupère selon la méthode prévue.

4. D — Vrai. Oui. La suspension traverse le filtre ; les particules solides suffisamment grandes y restent, tandis que le liquide passe.

5. E — Vrai. Oui. Le filtrat est recueilli sous le filtre ; le solide retenu est le résidu. Le nom dépend du trajet à travers le filtre, pas de la présence du produit recherché.

Réponse attendue : A, B

1. A — Vrai. Oui. Il aide à retirer l’eau résiduelle de la phase organique, sans être le produit visé. Après l’étape, il faut retirer le solide chargé d’eau pour récupérer la phase organique.

2. B — Vrai. Oui. Une fois l’eau captée, le solide est séparé du liquide organique par filtration. Le produit dissous doit rester dans le liquide ; le filtre ne doit retenir que les particules desséchantes.

3. C — Faux. Non. Même après séparation des phases, des traces d’eau peuvent rester dissoutes dans la phase organique.

4. D — Faux. Non. Son rôle est de sécher la phase ; rien dans l’énoncé ne justifie une synthèse supplémentaire.

5. E — Faux. Le desséchant retire des traces d’eau ; une concentration exigerait une mesure quantitative distincte. Il faudrait par exemple un dosage ou une mesure étalonnée pour quantifier l’espèce recherchée.

Réponse attendue : A, C, D, E

1. A — Vrai. Oui. Sur la même plaque, avec le même éluant, la comparaison des taches avec les témoins guide l’identification.

2. B — Faux. Non. Ce sont les deux taches distinctes du dépôt M qui suggèrent au moins deux constituants, indépendamment des noms des dépôts.

3. C — Vrai. Des taches à même hauteur sur la même plaque sont des indices, mais plusieurs espèces peuvent coïncider.

4. D — Vrai. Oui. Le front atteint une hauteur supérieure après migration ; la ligne initiale reste près du bas de la plaque.

5. E — Vrai. Oui. Deux taches distinctes sont visibles au-dessus du dépôt M après élution et révélation. Une espèce unique ne donnerait qu’une seule tache dans les conditions où ces deux constituants sont séparés.

Réponse attendue : B, D, E

1. A — Faux. Non. La migration dépend notamment de la phase mobile et de la plaque ; la comparaison suppose les mêmes conditions.

2. B — Vrai. Oui. La tache est en dessous du front du solvant : 3,0 cm < 6,0 cm, donc 0 < Rf = 0,50 < 1.

3. C — Faux. Non. 6,0/3,0 inverse le quotient, et un rapport frontal n’a pas l’unité cm ; sa valeur correcte est 0,50.

4. D — Vrai. Oui. Sinon le quotient ne compare plus des migrations mesurées depuis la même origine. Le numérateur est la distance de la tache, le dénominateur celle du front, mesurées depuis le dépôt.

5. E — Vrai. Oui. Rf = distance parcourue par la tache / distance parcourue par le front = 3,0 cm / 6,0 cm = 0,50, sans dimension.

Réponse attendue : A, B, E

1. A — Vrai. Oui. Si le niveau est inférieur à la ligne, les dépôts restent sur la plaque pendant que le solvant commence son ascension.

2. B — Vrai. Oui. Pour une CCM exploitable, les dépôts doivent rester au-dessus du solvant initial. La tache initiale peut se dissoudre directement dans le bain de solvant et brouiller la migration.

3. C — Faux. Non. Il monte ensuite par capillarité ; au départ, son niveau doit être sous la ligne de dépôt.

4. D — Faux. Non. Les positions expérimentales comptent ; modifier le nom de la ligne ne répare pas une immersion initiale des dépôts.

5. E — Vrai. Oui. 2 cm de solvant dépasse le niveau de la ligne située à 1 cm du bas.

Réponse attendue : B, C, E

1. A — Faux. Non. L’origine naturelle ou synthétique ne détermine pas l’identité chimique d’une espèce ; l’observation porte sur la migration.

2. B — Vrai. Oui. À conditions identiques, une hauteur commune est un indice utile, à confirmer si l’enjeu exige une preuve plus forte.

3. C — Vrai. Oui. S n’apparaît pas pur dans les conditions de cette CCM puisqu’un deuxième constituant migre à une autre hauteur.

4. D — Faux. Non. La seconde tache observée à partir de S contredit l’hypothèse d’un échantillon constitué d’une seule espèce révélée.

5. E — Vrai. Oui. La CCM suggère une espèce supplémentaire dans S ; purifier puis contrôler de nouveau serait une démarche cohérente.

Réponse attendue : A, B, C

1. A — Vrai. Oui. Une plaque commune et le même éluant donnent des conditions comparables pour interpréter la position des taches.

2. B — Vrai. Oui. Rf dépend aussi du système chromatographique ; calculer un quotient ne rend pas les deux éluants interchangeables.

3. C — Vrai. Oui. Les conditions de migration diffèrent, en particulier l’éluant ; une distance égale n’a pas forcément la même signification.

4. D — Faux. Non. Les interactions avec l’éluant et la phase stationnaire influencent la migration. Une autre composition du solvant change la compétition entre dissolution et fixation sur la plaque.

5. E — Faux. Non. Un témoin de nature connue et un protocole contrôlé sont nécessaires pour tirer un indice d’identification.

Réponse attendue : A, D, E

1. A — Vrai. Oui. Lunettes, protection appropriée et gestion des déchets répondent aux dangers identifiés. Le solvant inflammable impose notamment de contrôler le mode de chauffage et les projections possibles.

2. B — Faux. Non. L’invisibilité ne signifie ni absence de vapeur ni innocuité ; il faut lire la fiche de sécurité et assurer les conditions de ventilation prescrites.

3. C — Faux. Non. Elle peut enflammer les vapeurs ; on choisit un chauffage adapté au protocole et aux risques.

4. D — Vrai. Oui. Elle passe dans la gaine du réfrigérant, sans être ajoutée au ballon de synthèse. L’eau circule dans la gaine externe ; elle refroidit les vapeurs à travers la paroi du réfrigérant.

5. E — Vrai. Oui. Un solvant inflammable impose de prévenir l’inflammation ; les moyens de chauffage et protections doivent être adaptés.