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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 296 — #304
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
CORRIGÉS
Réponses : 1.A ; 2.A ; 3.B ; 4.A ; 5.C ; 6.A ; 7.B (il y a dans la cyclohexanone une fonction cétone
associée à un fort moment dipolaire, il n’y a pas d’hydrogène notablement acide) ; 8.A ; 9.C ; 10.B.
TESTEZ-VOUS
5.1 Étude d’une oxydation
1. Les ions hypochlorite sont des anions : l’interaction entre les ions et les molécules polaires (comme
l’eau) sont des interactions attractives qui favorisent la solvatation. En outre, l’atome d’oxygène chargé
négativement dans les ions hypochlorite permet l’établissement de liaisons hydrogène avec le solvant
H 2 O. Ce dernier point favorise fortement la solvatation en phase aqueuse.
2. Le rôle du solvant est de mettre en contact les réactifs, mais il ne doit pas réagir lui-même. Un solvant
organique de type alcool aurait pu réagir avec l’agent oxydant.
3. Le mélange de la solution d’ions hypochlorite et de la solution de diphénylméthanol ne permet pas
de réaliser la réaction car la phase aqueuse et la phase organique (solvant éthanoate d’éthyle) sont
largement non miscibles. Il existe ainsi deux phases distinctes : l’une contient l’alcool Ph−CHOH−Ph
et l’autre contient les ions hypochlorite. Une éventuelle réaction ne peut avoir lieu qu’à l’interface entre
les deux phases, limitant largement le succès de la réaction.
4. L’ion tétrabutylammonium (C 4 H 9 ) 4 N + est un cation : l’interaction entre les ions et les molécules
fortement polaires (comme l’eau) sont des interactions attractives qui favorisent la solvatation. Par
ailleurs, l’existence de chaînes carbonées (domaines apolaires) favorise la solvatation en phase organique. Ainsi, l’hydrogénosulfate de tétrabutylammonium possède une solubilité notable à la fois dans
l’éthanoate d’éthyle et dans l’eau.
5. L’ion tétrabutylammonium est un agent de transfert de phase, le processus engagé ici est une catalyse
par transfert de phase. L’ion tétrabutylammonium présent en phase aqueuse est susceptible de gagner
la phase organique sous forme électriquement neutre. Il s’associe par exemple à un ion hypochlorite.
Il est ainsi possible de solubiliser des ions hypochlorite en phase organique, sous forme (C 4 H 9 ) 4 N + ,
ClO – . L’agent oxydant et l’alcool Ph−CHOH−Ph sont désormais présents dans une même phase, la
réaction devient possible.
6. La valeur du rapport frontal dépend de la nature de la substance analysée déposée sur la phase
stationnaire (en particulier de sa polarité), de la phase stationnaire retenue (polaire ou apolaire) et
du solvant éluant (polaire ou apolaire, bon ou mauvais solvant de la substance déposée sur la phase
stationnaire).
7. La molécule possédant la fonction cétone est plus mobile sur la phase stationnaire que la molécule possédant la fonction alcool. Ce résultat est expliqué par une adsorption sur la phase stationnaire
plus efficace dans le cas de l’alcool. En effet, l’alcool est susceptible d’établir de fortes interactions
attractives par liaisons hydrogène (le groupement -OH est à la fois donneur et accepteur de liaisons
hydrogène).
5.2 Solubilité de différents gaz
1. L’évolution constatée est directement corrélée à la taille des molécules. Plus la molécule est volumineuse, plus elle est polarisable, et plus les interactions de VAN DER WAALS (type DEBYE et LONDON)
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
CORRIGÉS
Réponses : 1.A ; 2.A ; 3.B ; 4.A ; 5.C ; 6.A ; 7.B (il y a dans la cyclohexanone une fonction cétone
associée à un fort moment dipolaire, il n’y a pas d’hydrogène notablement acide) ; 8.A ; 9.C ; 10.B.
TESTEZ-VOUS
5.1 Étude d’une oxydation
1. Les ions hypochlorite sont des anions : l’interaction entre les ions et les molécules polaires (comme
l’eau) sont des interactions attractives qui favorisent la solvatation. En outre, l’atome d’oxygène chargé
négativement dans les ions hypochlorite permet l’établissement de liaisons hydrogène avec le solvant
H 2 O. Ce dernier point favorise fortement la solvatation en phase aqueuse.
2. Le rôle du solvant est de mettre en contact les réactifs, mais il ne doit pas réagir lui-même. Un solvant
organique de type alcool aurait pu réagir avec l’agent oxydant.
3. Le mélange de la solution d’ions hypochlorite et de la solution de diphénylméthanol ne permet pas
de réaliser la réaction car la phase aqueuse et la phase organique (solvant éthanoate d’éthyle) sont
largement non miscibles. Il existe ainsi deux phases distinctes : l’une contient l’alcool Ph−CHOH−Ph
et l’autre contient les ions hypochlorite. Une éventuelle réaction ne peut avoir lieu qu’à l’interface entre
les deux phases, limitant largement le succès de la réaction.
4. L’ion tétrabutylammonium (C 4 H 9 ) 4 N + est un cation : l’interaction entre les ions et les molécules
fortement polaires (comme l’eau) sont des interactions attractives qui favorisent la solvatation. Par
ailleurs, l’existence de chaînes carbonées (domaines apolaires) favorise la solvatation en phase organique. Ainsi, l’hydrogénosulfate de tétrabutylammonium possède une solubilité notable à la fois dans
l’éthanoate d’éthyle et dans l’eau.
5. L’ion tétrabutylammonium est un agent de transfert de phase, le processus engagé ici est une catalyse
par transfert de phase. L’ion tétrabutylammonium présent en phase aqueuse est susceptible de gagner
la phase organique sous forme électriquement neutre. Il s’associe par exemple à un ion hypochlorite.
Il est ainsi possible de solubiliser des ions hypochlorite en phase organique, sous forme (C 4 H 9 ) 4 N + ,
ClO – . L’agent oxydant et l’alcool Ph−CHOH−Ph sont désormais présents dans une même phase, la
réaction devient possible.
6. La valeur du rapport frontal dépend de la nature de la substance analysée déposée sur la phase
stationnaire (en particulier de sa polarité), de la phase stationnaire retenue (polaire ou apolaire) et
du solvant éluant (polaire ou apolaire, bon ou mauvais solvant de la substance déposée sur la phase
stationnaire).
7. La molécule possédant la fonction cétone est plus mobile sur la phase stationnaire que la molécule possédant la fonction alcool. Ce résultat est expliqué par une adsorption sur la phase stationnaire
plus efficace dans le cas de l’alcool. En effet, l’alcool est susceptible d’établir de fortes interactions
attractives par liaisons hydrogène (le groupement -OH est à la fois donneur et accepteur de liaisons
hydrogène).
5.2 Solubilité de différents gaz
1. L’évolution constatée est directement corrélée à la taille des molécules. Plus la molécule est volumineuse, plus elle est polarisable, et plus les interactions de VAN DER WAALS (type DEBYE et LONDON)
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