corrigée - S. Tatulli

Chapitre 2 -­‐ Exercices Exercice 1 Un polymère, le Téflon®.présente l’enchaînement suivant : ……-­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐CF 2 -­‐….. Identifier le motif et le monomère du Téflon® . Ce polymère est saturé, il est issu de la polymérisation par addition d’un alcène Le motif du téflon (Polytétrafluoroéthylène) est Le monomère est Exercice 4 Un polymère P a une masse molaire moléculaire moyenne de M= 51,8 kg.mol -­‐1 . Son indice de polymérisation est n=1,85.10 3 En déduire la masse molaire moléculaire de son monomère. n = M !"#$%è!"M !"#$%M !"#$% = M !"#$%è!"nM !"#$% = 51,81,85. 10 !L’équation chimique de la synthèse du téflon est n Exercice 2 Un monomère a pour formule brute C 2 H 2 Cl 2 . a. Écrire les 3 formules développées possibles pour M. a) b) c) remarques : les molécules b) et c) ne sont pas identiques, en raison de la rigidité de la double liaison C=C qui n’autorise pas de libre rotation il y a donc bien trois isomères b) et c) sont appelés stéréo-­‐isomères car ces deux molécules ne sont pas superposables en raison de leur géométrie b. En déduire les motifs des polymères correspondant à ces formules. Avec la molécule a) 1,1 dichloroéthène le polymère correspondant est M !"#$% = 0,0280 kg. mol !!M !"#$% = 280 g. mol !!le monomère correspondant a donc une masse molaire proche de M !"#"!è!" = 280 g. mol !! ceci suppose que la reaction qui a permis la formation de ce polymère est une poly-­addition.Exercice 5 Un polymère P a une masse molaire moléculaire moyenne de M= -­‐63 000 g.mol -­‐1 . Son monomère a une masse moléculaire M A = 42 g.mol -­‐1 . En déduire son indice de polymérisation n. n = M !"#$%è!"M !"#$%n = 6300042la masse molaire du monomère ne diffère pas dela masse du monomère dans le cas d’unepolyadditonExercice 6 La formule topologique d’un polymère est : En déduire son motif, puis son monomère.

ce polymère résulte de la polyaddition du monomère suivant CH 3Les deux molécules b) et c) donnent le même polymère saturé. H 3CCH 2Exercice 3 Entourer le groupe fonctionnel et identifier la famille chimique de chacune des molécules suivantes : g)a) CH 3 —CH 2 —CH 2 —OH d)-­‐ groupe hydroxyle -­‐ famille des alcools-­‐ groupe hydroxyle -­‐ famille des alcools b) CH 3 —CH 2 —CH 2 —NH 2 -­‐ groupe amine (ou amino) -­‐ famille des aminese)-­‐ groupe amine (ou amino) -­‐ famille des amines h)-­‐ groupe ester (carboxylate) -­‐ famille des esters c) CH 3 —COOH -­‐ groupe carboxyle -­‐ famille des acides carboxyliquesf) HO -­‐ groupe carboxyle -­‐ famille des acides carboxyliques i)-­‐ groupe amide -­‐ famille des amides -­‐ groupe ester (carboxylate) -­‐ famille des esters Exercice 7 : Polyamides et polyesters Parmi les polymères suivants, reconnaître les polyamides des polyesters. a) b) Groupe (carboxylate) des esters il s’agit donc d’un polyester Groupe (carboxylate) des esters il s’agit donc d’un polyester

c) d) Groupe des amidesIl s’agit donc d’un polyamidee) Groupe (carboxylate) des esters il s’agit donc d’un polyester polytéréphtalate de butylène ou polybutylène téréphtalate PBT f) Groupe des amidesIl s’agit donc d’un polyamideGroupe des amidesIl s’agit donc d’un polyamideg)h)Groupe (carboxylate) des esters il s’agit donc d’un polyesterGroupe des amidesIl s’agit donc d’un polyamideExercice 8 : Les familles chimiquesChapitre 2 -­‐ Exercices (suite) Entourer le groupe fonctionnel et identifier la famille chimique de chacune des molécules suivantes : a) b) CH3 CH2 NH2 c) e) d) famille des alcools f) Famille des amines g) famille des acides carboxyle h) familles des esters i) famille des amides h) familles des esters famille acide carboxylique famille des amides Famille des esters famille des amides

i) j) famille des amides k) l) m famille des esters famille des amines famille des amides famille des alcools Exercice 9 : Degré (ou indice) de polymérisation 1 -­‐ La masse molaire d'une molécule de polystyrène a été trouvée égale à 155 000 g.mol – 1. Quel est, arrondi à la centaine la plus proche, le degré de polymérisation du styrène ? n = M !"#$%è!"M !"#$%iLe motif du polystyrene permet de determiner la masse molaire du motifsoitsoit à la centaine la plus procheM !"#$% = 7×M ! + 8×M !M !"#$% = 7×12,0 + 8×1,0M !"#$% = 92,0 g. mol !!n = 155000 = 1684 motifs92,0n = 1700 motifs2 -­‐ Quelle est la masse molaire d'un polychlorure de vinyle dont le degré de polymérisation est égal à 12000 ? n = M !"#$%è!"M !"#$%M !"#$%è!" = n×M !"#$%La masse molaire du motif se détermine à partir de la formule développée du polymère M !"#$% = 2×M ! + 3×M ! + 1×M !"M !"#$% = 2×12,0 + 3×1,0 + 1×35,5

M !"#$% = 62,5 g. mol !!M !"#$%è!" = n×M !"#$%n = 12000 motifsM !"#$%è!" = 75000g. mol !!3 -­‐ Le degré de polymérisation moyen d'un polyéthylène est de 50 000. Dans le polymère, la distance entre deux atomes de carbone voisins est de d = 0,15 nm (1 nm =10 – 9 m) Quelle serait la longueur moyenne des chaînes de polyéthylène si tous les atomes de carbone étaient alignés? Le motif qui se répète dans le polyéthylène renferme deux atomes de carbone et 4 atomes d’hydrogène La longueur D de la molécule obtenu en alignant tous les atomes est donnés par D = n − 1 ×d D = (50000 − 1)×0,15 la longueur de cette molecule serait d’environ: D = 50000 − 1 ×0,15 D = 7,5. 10 ! nm D = 7,5 µμm