Les alcanes et les alcools : propriétés - Physique Chimie - Première S

Les alcanes et les alcools : propriétés - Physique Chimie - Première S

dgiSchool Bac S vous propose ce cours gratuit de Physique Chimie niveau Première S, rédigé par un professeur, intitulé "De la structure aux propriétés : les alcanes et les alcools".

Ce cours est composé de 8 parties.
La première partie vous explique comment reconnaitre une chaine carbonnée linéaire, ramifiée ou cyclique. La seconde va vous permettre de donner les formules semi-développées (ou formules topologiques) correspondant à une formule brute donnée dans le cas de molécules simples. La troisème partie est dédiée à la nomination d'un alcane, vous verrez en premier le cas d'un alcane lorsqu'il possède une chaine carbonée linéaire, puis lorsqu'il possède une chaine carbonée ramifiée. La quatrième partie vous explique comment nommer un alcool, là aussi grâce à deux cas. La cinquième partie concerne l'interpretation de l'évolution des températures de changement d'état au sein d'une famille de composés. La sixième est dédiée à l'interprétation de l'évolution des températures de changement d'état entre les alcanes et les alcools. Vous pourrez intepréter la plus ou moins grande miscibilité des alcools avec l'eau dans l'avant-dernière partie. Enfin, vous réaliserez une distillation fractionnée.

Les alcanes et les alcools : propriétés - Physique Chimie - Première S

Le contenu du document

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METHODE 1 : RECONNAÎTRE UNE CHAÎNE CARBONÉE LINÉAIRE, RAMIFIÉE OU CYCLIQUE

L’atome de carbone peut se lier à d’autres atomes de carbone formant ainsi des chaînes carbonées, elles-mêmes constituant le squelette d’une molécule organique.

La chaîne carbonée peut être classée en trois catégories :

 

  • en chaîne carbonée linéaire [...]
  • en chaîne carbonée ramifiée [...]
  • en chaîne carbonée cyclique [...]

 

 

METHODE 2 : DONNER LES FORMULES SEMI-DÉVELOPPÉES (OU FORMULES TOPOLOGIQUES) CORRESPONDANT À UNE FORMULE BRUTE DONNÉE DANS LE CAS DE MOLÉCULES SIMPLES

Montrer qu’avec six atomes de carbone, la molécule de formule brute C6H14 possède cinq isomères et dire quel type de chaîne carbonée lui est associé.

[...]

 

METHODE 3 : NOMMER UN ALCANE

Tout d’abord, un hydrocarbure est une molécule constituée uniquement d’atomes de carbone et d’atomes d’hydrogène. Un alcane est donc un hydrocarbure, dit saturé, car ces différents atomes sont tous liés par des liaisons covalentes simples.

Un alcane peut présenter une chaîne linéaire ou une chaîne ramifiée de formule brute générale : CnH2n+2 où n est un entier supérieur ou égal à 1. Il existe bien sur des cyclanes, qui sont des hydrocarbures ne comportant qu’un seul cycle, dont la formule brute générale est CnH2n pour n supérieur ou égal à 3.

PREMIER CAS : nommer un alcane lorsqu’il possède une chaîne carbonée linéaire.

[...]

DEUXIEME CAS : nommer un alcane lorsqu’il possède une chaîne carbonée ramifiée.

[...]

 

METHODE 4 : NOMMER UN ALCOOL

Tout d’abord, un alcool est une molécule organique constituée d’atomes de carbone et d’atomes d’hydrogène liés par des liaisons covalentes simples et d’un groupe caractéristique (nommé aussi groupe fonctionnel) appelé hydroxyle, noté – OH. Ce groupe est fixé sur un atome de carbone tétragonal, lié à aucun autre groupe caractéristique, ni engagé dans une double et triple liaison.

Un alcool peut présenter une chaîne linéaire ou une chaîne ramifiée de formule brute générale : CnH2n+2O où n est un entier supérieur ou égal à 1. 

PREMIER CAS : nommer un alcool lorsqu’il possède une chaîne carbonée linéaire.

[...]

DEUXIEME CAS : nommer un alcool lorsqu’il possède une chaîne carbonée ramifiée.

[...]

 

METHODE 5 : INTERPRÉTER L’ÉVOLUTION DES TEMPÉRATURES DE CHANGEMENT D’ÉTAT AU SEIN D’UNE FAMILLE DE COMPOSÉS 

Au sein d’une même famille de composés, les températures de changement d’état :

 

  • augmentent avec la longueur de la chaîne principale carbonée
  • diminuent pour un même nombre d’atomes de carbone mais pour un nombre de ramification qui augmente

 

Cela s’explique par le fait que les interactions de Van Der Waals sont d’autant plus importantes que le nombre d’atome de carbone est élevé, donc il faut augmenter la température pour casser ces interactions.

Et plus la chaine est ramifiée et moins les molécules peuvent se rapprocher et ainsi les interactions de Van Der Waals diminuent.

[...]

 

METHODE 6 : INTERPRÉTER L’ÉVOLUTION DES TEMPÉRATURES DE CHANGEMENT D’ÉTAT ENTRE LES ALCANES ET LES ALCOOLS

Un alcane a des températures de changement d’état plus faibles qu’un alcool possédant la même chaine carbonée.

En effet, ce qui les distingue est la présence des interactions par liaisons hydrogène qui peuvent se produire entre les molécules d’alcool non dans les molécules d’alcane

[...]

 

METHODE 7 : INTERPRÉTER LA PLUS OU MOINS GRANDE MISCIBILITÉ DES ALCOOLS AVEC L’EAU

La miscibilité caractérise la capacité de deux liquides différents à se mélanger.

La miscibilité entre les molécules d’alcool et l’eau est totale pour les trois premiers alcools, méthanol, éthanol et propanol. Par contre la miscibilité est nulle entre l’eau et les molécules d’alcool contenant plus de 10 atomes de carbone.

[...]

 

METHODE 8 : RÉALISER UNE DISTILLATION FRACTIONNÉE 

La distillation fractionnée permet de séparer des espèces chimiques miscibles constituant une solution homogène à condition que leurs températures d’ébullition soient suffisamment distinctes.

[...]

Fin de l'extrait

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