C1 – Passer d'une représentation d'une molécule à une autre (brute, semi-développée, développée)
C2 – Identifier un groupe caractéristique et la famille chimique associée
C3 – Nommer une molécule simple en nomenclature IUPAC (bases)
C4 – Reconnaître une estérification (réactifs ↔ produits)
C5 – Reconnaître une saponification (réactifs ↔ produits)
C1 — Passer d'une représentation à une autre
Formule brute : nombre de chaque atome (ex. C2H6O). Formule semi-développée : liaisons entre carbones et groupes, sans détailler les C–H (ex. CH3–CH2–OH). Formule développée : toutes les liaisons entre tous les atomes sont tracées.
Exercice 1
On donne la formule semi-développée du méthanol : CH3–OH. Écrire sa formule brute.
On compte : 1 C ; H = 3 + 1 = 4 ; 1 O.
Formule brute : CH4O.
Exercice 2
On donne la formule semi-développée de l'éthanol : CH3–CH2–OH. Écrire sa formule brute.
On compte : 2 C ; H = 3 + 2 + 1 = 6 ; 1 O.
Formule brute : C2H6O.
Exercice 3
On donne la formule semi-développée de l'acide éthanoïque : CH3–COOH. Écrire sa formule brute.
On compte : 2 C (celui de CH3 et celui de COOH) ; H = 3 + 1 (du –OH) = 4 ; O = 2 (dans le groupe –COOH).
Formule brute : C2H4O2.
Exercice 4
La formule développée ci-dessous représente une molécule. Écrire sa formule semi-développée puis sa formule brute.
Formule développée à interpréter.
Semi-développée : CH3–CH2–OH (le premier carbone porte 3 H, le second 2 H et le groupe –OH).
Formule brute : C2H6O. Il s'agit de l'éthanol.
Exercice 5
Deux molécules ont la même formule brute C2H6O : CH3–CH2–OH et CH3–O–CH3. Comment nomme-t-on de telles molécules ? Ont-elles la même structure ?
Ce sont des isomères : elles ont la même formule brute mais des structures (donc des propriétés) différentes.
CH3–CH2–OH est l'éthanol (un alcool) ; CH3–O–CH3 est le méthoxyméthane (l'oxygène est entre deux carbones, sans liaison O–H).
C2 — Identifier un groupe caractéristique et la famille chimique
Un aide-formulateur en cosmétique observe que son estérification est très lente. Citer deux moyens de l'accélérer et expliquer pourquoi elle n'est jamais totale.
Deux moyens : chauffer le mélange et/ou ajouter un catalyseur (acide sulfurique).
Elle n'est jamais totale car c'est une réaction réversible : elle atteint un équilibre où acide, alcool, ester et eau coexistent (double flèche).
C5 — Reconnaître une saponification
Saponification : corps gras (ester) + base (soude NaOH ou potasse KOH) \(\longrightarrow\) savon + glycérol.
Réaction totale (flèche simple), nécessitant un chauffage. Le savon est un carboxylate de sodium (ou de potassium).
Exercice 1
Citer les deux réactifs et les deux produits d'une saponification d'un corps gras par la soude.
Réactifs : un corps gras (ester) et une base, la soude NaOH.
Produits : un savon (carboxylate de sodium) et du glycérol.
R–COO–R' + NaOH \(\longrightarrow\) R–COONa (savon) + R'–OH (alcool).
Avec un corps gras, R'–OH est le glycérol.
Exercice 3
Vrai ou faux, en justifiant : « La saponification est une réaction réversible, comme l'estérification. »
Faux. La saponification est une réaction totale (flèche simple) : elle transforme la quasi-totalité des réactifs. C'est l'estérification qui est réversible (double flèche).
Exercice 4
Un aide-formulateur en cosmétique fabrique un savon en remplaçant la soude (NaOH) par la potasse (KOH). Quel type de savon obtient-il ? Le glycérol est-il toujours produit ?
Avec la potasse KOH, le savon obtenu est un carboxylate de potassium (savon mou, souvent liquide). Avec la soude NaOH, on obtient un carboxylate de sodium (savon dur).
Oui, le glycérol est toujours produit lors de la saponification d'un corps gras.
Exercice 5
Comparer estérification et saponification en complétant : réactifs, produits, réversibilité.