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Détermination de la formule brute d'un composé organique

L'analyse élémentaire de l'aspirine (est un acide) a donné la composition ... 2°) a - En déduire la composition massique centésimale (pourcentage de carbone, ...




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Rappel :
On donne M(C) = 12 g.mol-1 , M(H) = 1 g.mol-1 et M(O) = 16 g.mol-1
Détermination de la masse de carbone et d’hydrogène :
Un échantillon de masse m d’un composé organique ne contenant que du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène donc sa formule brute est CxHyOz.
Une mole de CO2 renferme une mole de C
n(C) = n(CO2) sig  EMBED Equation.3  sig  EMBED Equation.3  sig  EMBED Equation.3 
Une mole de H2O renferme deux moles de H :
n(H) = 2.n(H2O) sig  EMBED Equation.3  sig  EMBED Equation.3  sig  EMBED Equation.3 
Détermination des pourcentages massiques de carbone et d’hydrogène :

Pourcentage massique du carbone :
 EMBED Equation.3  avec m masse de l’échantillon et m(C) masse du carbone dans l’échantillon.
Pourcentage massique de l’hydrogène :  EMBED Equation.3 
Pourcentage massique de l’oxygène :  EMBED Equation.3 
Détermination de la formule brute :
Soit M la masse molaire du composé CxHyOz.
Une mole du composé renferme x moles de carbone donc la masse du carbone dans une mole est m(C) = x.M(C) = 12x d’où  EMBED Equation.3  sig  EMBED Equation.3 
Une mole du composé renferme y moles d’hydrogène donc la masse d’hydrogène dans une mole est m(H) = y.M(H) = 1.y d’où  EMBED Equation.3  sig  EMBED Equation.3 
Aplications directes :
Exercice n° : 1
La combustion complète d’un échantillon d’un hydrocarbure ( ne renferme que de l’hydrogène et du carbone) de masse m = 0,44 g et de formule brute CxHy a produit 1,32 g d’un gaz qui trouble l’eau de chaux.
Calculer la masse de carbone existant dans 1,32 g de CO2. En déduire le pourcentage de carbone dans l’échantillon.
Déduire le pourcentage d’hydrogène dans l’échantillon.
Sachant que la masse molaire de l’hydrocarbure est 44 g.mol-1, Ecrire une relation entre x et y.
En appliquant la règle du pourcentage à une mole, déterminer x et y.
Exercice : 2
L’analyse élémentaire de l’aspirine (est un acide) a donné la composition centisémale massique : %C=60% ; %H=4,5 et %O=35,5.
Pour déterminer la masse molaire de l’aspirine on réalise les opérations suivantes :
On dissout 0,1 g d’aspirine dans 50 mL d’eau.
On prélève 10 mL de la solution obtenue qu’on dose par une solution de soude 0,01 M, l’équivalence acido-basique est atteinte pour un volume de soude versé égal à 11,1 mL.
Calculer la masse molaire de l’aspirine.
Déterminer la formule brute de l’aspirine.
Exercice : 3
La combustion complète d’un échantillon de masse m d’un composé organique ne contenant que du carbone et de l’hydrogène (CxHy ) a donné 2,2 g d’un gaz qui trouble l’eau de chaux et 0,9 g d’eau.
Calculer la masse de carbone et la masse d’hydrogène contenu dans l’échantillon. En déduire m.
Calculer le pourcentage de carbone et d’hydrogène dans le composé.
Sachant que la masse molaire du composé est 70 g.mol-1, Déterminer sa formule brute.
Ecrire l’équation de la réaction de combustion.
Calculer le volume de dioxygène nécessaire à cette combustion.
Exercices de synthèse :
Exercice 1 :
La combustion complète d’un échantillon d’acide butyrique (A) de masse m=1,35g fournit 2,7g de dioxyde de carbone CO2 et 1,1g d’eau.
1°) Calculer la masse de carbone, d’hydrogène et d’oxygène contenue dans cet échantillon.
2°) a- En déduire la composition massique centésimale (pourcentage de carbone, d’hydrogène et d’oxygène) b- Montrer que la formule brute de (A) est C4H8O2 , sachant que sa masse molaire est M=88g. mol-1. 3°) Une solution aqueuse (S) est obtenue en faisant dissoudre 0,44mole d’acide butyrique (acide faible) dans 500mL d’eau, son pH est égal à 3,9.
Rappeler la définition d’un acide de Bronsted.
Montrer que cet acide est faible.
Ecrire l’équation chimique de la réaction de cet acide dans l’eau
Quels sont les couples acide base mis en jeu ?
On donne : MH = 1 g.mol -1 ; MC = 12 g.mol –1 ; MO = 16 g.mol -1 ,
Exercice 2
Un hydrocarbure aliphatique CxHy gazeux de composition massique 88.9% en carbone.
1/ a- Exprimer la masse molaire M du composé en fonction de x et y. On donne MH = 1g.mol-1,
MC = 12g.mol-1
b- Montrer que x et y sont liés par la relation : 2y=3x.
2/ Ecrire l’équation de la réaction de combustion complète de cet hydrocarbure.
3/ Sachant que la combustion complète de 0.24 L de cet hydrocarbure nécessite 1.32 L de dioxygène.
a- Déterminer la formule brute de cet hydrocarbure.
b- Déterminer les formules semi développées et les noms des isomères de cet hydrocarbure.
c- Calculer la masse de la vapeur d’eau dégagée au cours de la combustion complète d’une masse m=27g de cet hydrocarbure.
On donne : MH=1g.mol-1  ; MO=16g.mol-1 ; MC=12g.mol-1 ; VM=24L.mol-1
Exercice 3
On veut déterminer la formule brute d’une substance liquide (A) composée uniquement des éléments carbone, hydrogène et oxygène.
Citer une expérience simple permettant de mettre en évidence les éléments carbone et hydrogène dans la substance (A).
On vaporise un échantillon de (A) de masse m=1,48 g, le gaz obtenu occupe un volume v=0,48 L dans les conditions où le volume molaire est 24 L.mol-1. Calculer :
La quantité de matière de gaz obtenu.
La masse molaire de (A).
Pour déterminer la composition centisémale de la substance (A) on réalise la combustion complète de l’échantillon précèdent, on remarque que la masse du dioxyde de carbone dégagé est  EMBED Equation.3 = 3,52 g et que le volume de la vapeur d’eau dégagée est  EMBED Equation.3  =2,4 L dans les conditions où le volume molaire est 24 L.mol-1.
Calculer la masse et le pourcentage de carbone et d’hydrogène dans l’échantillon.
En déduire le pourcentage d’oxygène dans l’échantillon.
Déterminer la formule brute de la substance (A).
Ecrire l’équation de la réaction de combustion de (A).
Calculer le volume nécessaire de dioxygène à cette combustion.
Déterminer la formule semi développée, la classe et le nom de chaque isomère des alcools de formule brute C4H100.










Collège SadikiDétermination de la formule brute d’un composé organiqueSérie chimie 4



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