Le vernis à ongles est généralement constitué d`un composé

Le vernis à ongles est généralement constitué d'un composé filmogène, par exemple de
la nitrocellulose, dissous dans un solvant.
Le dissolvant du vernis est constitué d'un mélange de solvants : acétate de butyle,
propan-1-ol, additionné de corps gras pour éviter le dessèchement de l'ongle.
I – On s'intéresse d'abord au composé filmogène du vernis :
I – 1 - Que signifie le terme filmogène ?
La cellulose est un polymère naturel de formule (C6H10O5)n.
I – 2 - Citer une source naturelle de cellulose.
I – 3 - Qu'est-ce qu'un polymère ? Citer trois polymères de synthèse.
I – 4 - Justifier l'écriture proposée pour la cellulose en disant ce que représente le
groupe C6H10O5, puis le nombre n.
I – 5 - Le nitrate de cellulose s'obtient par nitration de la cellulose.
I–5-1- Quel est le réactif usuel pour effectuer la nitration ? Donner le nom et la
formule.
I–5-2- Donner les formules de l'ion nitrate et de l'ion hydroxyde.
I–5-3- On peut considérer que, lors de la nitration de la cellulose, des groupes
"nitrates" remplacent des "groupes hydroxydes". Montrer que cette substitution est
plausible.
I–5-4- Ecrire alors les formules de trois composés nitrés de la cellulose où les
groupes "nitrate" remplacent progressivement les groupes "hydroxydes".
I–5-5- Quel est le pourcentage (en masse) d'azote du nitrate de cellulose quand
deux groupes "nitrates" ont remplacés deux groupes "hydroxydes".
II – L'acétate (ou éthanoate) de butyle est un constituant du dissolvant de vernis à ongles.
II-1- Ecrire l'équation de la formation de l'acétate de butyle à partir de l'acide et
de l'alcool qui conviennent. Comment s'appelle cette réaction ?
II-2- L'acide éthanoïque peut être obtenu à partir de l'éthanol par action du
dichromate de potassium K2Cr2O7 en milieu acide. Quelle est la nature de cette
réaction pour l'éthanol ?
II-3- Ecrire les demi-équations électroniques des deux couples rédox
et acide/alcool qui interviennent dans cette réaction, puis l'équation de la
réaction elle-même.
Cr2O72-/Cr3+
II-4- Calculer les nombres d'oxydation du chrome dans les ions Cr2O72- et Cr3+ ;
en déduire la nature de la réaction subie par le chrome dans la réaction du (II-3) en
justifiant votre raisonnement.
Sujet 2003
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II-5- La réaction (II-3) peut servir à doser l'éthanol en solution aqueuse par la
méthode du dosage en retour. Pour cela, on fait agir un excès de dichromate de
potassium acidifié sur une prise d'essai de la solution alcoolique, puis on réduit l'excès
de dichromate par des ions Fe2+ qui s'oxydent à l'état d'ions Fe3+.
Lors d'un tel dosage on a prélevé E = 10,0 mL de la solution alcoolique que l'on
traite par V1 = 20,0 mL de solution de K2Cr2O7 à C1 = 0,100 mol.L-1.
Il faut alors V2 = 9,8 mL de solution d'ions Fe2+ à C2 = 0,600 mol.L-1 pour
obtenir l'équivalence.
II-5-1- Ecrire l'équation de la réaction de dosage entre Cr2O72- et Fe2+.
II-5-2- En déduire la concentration C de la solution d'éthanol en mol.L-1. On
pourra déterminer dans l'ordre, les quantités de matière de Cr2O72- initiale, de Cr2O72- en
excès dosé par Fe2+, de Cr2O72- ayant réagi avec l'éthanol et en fin d'éthanol dosé. Toute
autre présentation logique est acceptée.
III - On s'intéresse maintenant au corps gras incorporé au dissolvant. Il s'agit d'un produit
naturel, l'oléine, qui est un triglycéride, c'est-à-dire un triester d'un acide carboxylique, l'acide
oléique ( R – COOH) et d'un trialcool, le glycérol.
La formule générale d'un triglycéride peut s'écrire
III-1- En déduire la formule semi-développée du glycérol et donner son nom en
nomenclature rationnelle.
III-2- L'oléine a pour masse molaire M = 884 g mol-1. En déduire la masse
molaire du groupe – R de l'acide oléique.
III-3- Etablir alors la formule brute de l'acide oléique sachant que sa chaîne
carbonée possède une double liaison. Exposer la méthode et écrire le résultat sous la
forme Cx Hy COOH.
III-4- Les triglycérides, comme l'oléine, réagissent à chaud avec la soude qui
décompose le triester en libérant le glycérol et la forme basique de l'acide.
III-4-1- Comment appelle-ton cette réaction ?
III-4-2- Ecrire l'équation de cette réaction avec l'oléine. Le sel de sodium de
l'acide oléique obtenu a les propriétés d'un savon.
III-4-3- Ecrire la formule de l'acide oléique sous sa forme ionique.
III-4-4- Dans ce composé ionique, quelle est la partie hydrophile et la partie
hydrophobe ? Justifier brièvement.
III-4-5- Sachant que la partie hydrophobe "dissout" les graisses, expliquer le
fonctionnement du savon.
Sujet 2003
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