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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 298 — #306
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Exercices Corrigés
CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
4. Avec ce volume V min d’eau, la masse d’acide fumarique solide isolée après filtration à 25 °C est égale
à 10, 0 − 7, 0 × 0, 1 = 9,3 g. L’acide maléique demeure totalement solubilisé dans l’eau (la solubilité est
égale à 790 g·L −1 ). L’acide fumarique obtenu après recristallisation est effectivement pur.
5. Plus le volume d’eau est important, plus la quantité d’acide fumarique perdue sera grande (au cours
du refroidissement, une partie de l’acide fumarique demeure dans l’eau).
6. L’acide benzoïque doit demeurer totalement dans l’eau lorsque le liquide refroidit jusqu’à 25 °C. Il
convient d’utiliser une masse m d’acide benzoïque telle que :
m < 0,24 g.
5.4 Températures de changement d’état
1. L’évolution constatée est directement corrélée à la taille des molécules diatomiques. Plus la molécule
est volumineuse, plus elle est polarisable, et plus les interactions de VAN DER WAALS (type LONDON)
qu’elles sont susceptibles d’établir entre elles sont intenses. Les interactions entre molécules sont à
l’origine de la cohésion de la substance : plus les interactions sont importantes et plus l’énergie à
fournir pour rompre cette cohésion est importante. On note ainsi des températures d’ébullition d’autant
plus importantes que les interactions entre molécules sont intenses.
2. Les molécules H 2 S sont plus polaires que les molécules PH 3 . Les interactions attractives sont plus
intenses dans le cas des molécules H 2 S que dans le cas des molécules PH 3 (interactions engageant un
dipôle permanent). Les interactions entre molécules sont à l’origine de la cohésion de la substance :
plus les interactions sont importantes et plus l’énergie à fournir pour rompre cette cohésion est importante. On note ainsi des températures d’ébullition d’autant plus importantes que les interactions entre
molécules sont intenses.
3. La substance possédant la température de fusion la plus basse correspond à la molécule qui établit
les interactions attractives les moins intenses avec les molécules voisines. La substance possédant la
température de fusion la plus haute correspond à la molécule qui établit les interactions attractives
les plus intenses avec les molécules voisines. Ainsi, l’hélium qui est une substance monoatomique (de
faible volume et donc faiblement polarisable), apolaire, établit de faibles interactions avec les molécules
d’hélium voisines. La température de fusion sera la plus basse. L’acide éthanoïque est une molécule
volumineuse (donc fortement polarisable), polaire, et pour laquelle on peut observer l’établissement de
liaisons hydrogène. Les interactions entre molécules d’acide éthanoïque semblent les plus intenses : il
s’agit que la substance qui possède la température de fusion la plus élevée.
4. La molécule (E)-1,2-dichloroéthène possède un centre de symétrie, qui permet de justifier la nullité du moment dipolaire. Au contraire, la molécule (Z)-1,2-dichloroéthène possède un moment dipolaire. Les interactions intermoléculaires seront donc a priori plus intenses entre molécules de (E)-1,2dichloroéthène (interactions de VAN DER WAALS de type KEESOM ou DEBYE). Les interactions de
VAN DER WAALS de type LONDON semblent comparables dans chacun des deux cas. Lorsque les interactions intermoléculaires sont les plus intenses, on observe une température de fusion plus élevée (il
faut fournir une énergie plus importante pour provoquer le changement d’état).
5.5 Conductivité dans le solvant eau, mesure de constantes d’équilibre
1. La conductivité prend la forme :
σ = λ
0
H 3 O + [H 3 O
+ ] + λ
0
HO
− [HO
− ]
en confondant la conductivité ionique molaire λ i avec la conductivité ionique molaire limite λ 0
i .
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CHAPITRE 5 – FORCES INTERMOLÉCULAIRES
4. Avec ce volume V min d’eau, la masse d’acide fumarique solide isolée après filtration à 25 °C est égale
à 10, 0 − 7, 0 × 0, 1 = 9,3 g. L’acide maléique demeure totalement solubilisé dans l’eau (la solubilité est
égale à 790 g·L −1 ). L’acide fumarique obtenu après recristallisation est effectivement pur.
5. Plus le volume d’eau est important, plus la quantité d’acide fumarique perdue sera grande (au cours
du refroidissement, une partie de l’acide fumarique demeure dans l’eau).
6. L’acide benzoïque doit demeurer totalement dans l’eau lorsque le liquide refroidit jusqu’à 25 °C. Il
convient d’utiliser une masse m d’acide benzoïque telle que :
m < 0,24 g.
5.4 Températures de changement d’état
1. L’évolution constatée est directement corrélée à la taille des molécules diatomiques. Plus la molécule
est volumineuse, plus elle est polarisable, et plus les interactions de VAN DER WAALS (type LONDON)
qu’elles sont susceptibles d’établir entre elles sont intenses. Les interactions entre molécules sont à
l’origine de la cohésion de la substance : plus les interactions sont importantes et plus l’énergie à
fournir pour rompre cette cohésion est importante. On note ainsi des températures d’ébullition d’autant
plus importantes que les interactions entre molécules sont intenses.
2. Les molécules H 2 S sont plus polaires que les molécules PH 3 . Les interactions attractives sont plus
intenses dans le cas des molécules H 2 S que dans le cas des molécules PH 3 (interactions engageant un
dipôle permanent). Les interactions entre molécules sont à l’origine de la cohésion de la substance :
plus les interactions sont importantes et plus l’énergie à fournir pour rompre cette cohésion est importante. On note ainsi des températures d’ébullition d’autant plus importantes que les interactions entre
molécules sont intenses.
3. La substance possédant la température de fusion la plus basse correspond à la molécule qui établit
les interactions attractives les moins intenses avec les molécules voisines. La substance possédant la
température de fusion la plus haute correspond à la molécule qui établit les interactions attractives
les plus intenses avec les molécules voisines. Ainsi, l’hélium qui est une substance monoatomique (de
faible volume et donc faiblement polarisable), apolaire, établit de faibles interactions avec les molécules
d’hélium voisines. La température de fusion sera la plus basse. L’acide éthanoïque est une molécule
volumineuse (donc fortement polarisable), polaire, et pour laquelle on peut observer l’établissement de
liaisons hydrogène. Les interactions entre molécules d’acide éthanoïque semblent les plus intenses : il
s’agit que la substance qui possède la température de fusion la plus élevée.
4. La molécule (E)-1,2-dichloroéthène possède un centre de symétrie, qui permet de justifier la nullité du moment dipolaire. Au contraire, la molécule (Z)-1,2-dichloroéthène possède un moment dipolaire. Les interactions intermoléculaires seront donc a priori plus intenses entre molécules de (E)-1,2dichloroéthène (interactions de VAN DER WAALS de type KEESOM ou DEBYE). Les interactions de
VAN DER WAALS de type LONDON semblent comparables dans chacun des deux cas. Lorsque les interactions intermoléculaires sont les plus intenses, on observe une température de fusion plus élevée (il
faut fournir une énergie plus importante pour provoquer le changement d’état).
5.5 Conductivité dans le solvant eau, mesure de constantes d’équilibre
1. La conductivité prend la forme :
σ = λ
0
H 3 O + [H 3 O
+ ] + λ
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HO
− [HO
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en confondant la conductivité ionique molaire λ i avec la conductivité ionique molaire limite λ 0
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