\onglet
\begin{qcm}{Spectroscopie IR et UV}{5}
  \begin{questions}
  \item Les \index{Bande d'absorption}bandes d'absorption des
    molécules dans l'ultraviolet et le visible sont\Par
    \resetchoix 
    \begin{tabularx}{\linewidth}{@{}XX@{}}
    \choix des bandes étroites &\choix des bandes
    larges
    \end{tabularx}
  \item Elles sont dues\Par
    \resetchoix \choix aux vibrations en élongation des liaisons
    moléculaires\Par
    \choix aux transitions électroniques dans les molécules\Par
    \choix aux vibrations en déformation des molécules\Par
    
  \item Une molécule a un pic unique d'absorbance, dans le bleu. Le
    corps correspondant est:\Par
    \resetchoix 
    \begin{tabularx}{\linewidth}{@{}XXX@{}}
    \choix incolore&
    \choix bleu&
    \choix orangé
    \end{tabularx}
    
  \item Quelle bande correspond aux photons les plus énergétiques ?\Par
    \resetchoix \choix Une bande à $3000$~cm$^{-1}$
    \choix une bande à $1800$~cm$^{-1}$
  \item Classer par ordre d'\index{Absorbance}absorbance croissante,
    sans poser les calculs, les dispositifs suivants, dans lesquels on
    a une, deux ou trois cuves l'une à la suite de l'autre.  Le soluté
    est le même dans tous les cas. Chaque cuve a pour longueur
    $10$~cm.  On néglige l'absorbance du solvant.
    \Par
    \includegraphics{028_qcm2009-chap17-1} 
    \hfill
    \includegraphics{028_qcm2009-chap17-2}
    \Par
    \includegraphics{028_qcm2009-chap17-3}
    \Par
      \includegraphics{028_qcm2009-chap17-4}
   \Par
      \includegraphics{028_qcm2009-chap17-5}
  \end{questions}
\end{qcm}
\begin{corrige}
  \begin{questions}
  \item Réponse \choix[b]: des bandes larges.
  \item Réponse \choix[b]: elles sont dues aux transitions électroniques dans
    les molécules.
  \item Réponse \choix[c]: la couleur du composé est la couleur complémentaire (diamétralement opposé dans le cercle chromatique) de celle du pic d'absorbance. Il est donc orangé.
  
  \item Réponse \choix[a]: la fréquence et l'énergie d'un photon croissent avec son
    nombre d'ondes. La bande correspondant aux photons les plus
    énergétiques est donc celle à $3000$~cm$^{-1}$.
    
  \item Réponse: \textit{b, d, a, c} et \textit{e}. S'il y a plusieurs
    cuves, on additionne leurs absorbances. Puisque le coefficient
    d'absorption molaire et la longueur de la cuve sont les mêmes dans
    tous les cas, il suffit de comparer les sommes des concentrations,
    d'où le résultat.
  \end{questions}
\end{corrige}
%% 
%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%
%%
\begin{exo}{Spectres de colorants}{Lycée Montaigne, Paris}{1}{10}
On présente sur la figure ci-après le spectre de trois colorants: la tartrazine (jaune E102), le bleu brillant FCF (E133) et le vert naphtol. 
\begin{center}
 \includegraphics{029_colorants1}
\end{center}
Indiquer quel spectre correspond à chacun d'entre eux. 
\end{exo}
\begin{corrige}
  Le composé dont le spectre est représenté par une ligne continue
  absorbe essentiellement dans la région orangée-rouge du spectre,
  donc, sa couleur, complémentaire des couleurs absorbée, doit être
  bleu-vert, et peut être {\em a priori} le bleu brillant ou le vert
  naphtol. Le composé dont le spectre est représenté en pointillés
  longs absorbe préférentiellement les deux extrémités du spectre
  visible et laisse passer les radiations intermédiaires. Il s'agit
  donc du vert naphtol, et le composé précédent est le bleu
  brillant. Par élimination, le composé dont le spectre est représenté
  en pointillés courts est la tartrazine. On voit qu'il absorbe en
  effet essentiellement les longueurs d'onde les plus courtes du
  spectre visible, donc dans le violet, couleur complémentaire du
  jaune.
\end{corrige}
%%
%%
%%
%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%
%%
\begin{exo}{Éthanoate de benzyle}{Lycée Jean-Pierre Vernant, Sèvres}{2}{15}
L'éthanoate de benzyle est responsable de l'odeur du jasmin. On le
trouve à l'état naturel dans beaucoup de fleurs. Cet ester peut être
synthétisé à partir de l'acide éthanoïque et de l'alcool benzylique,
selon la réaction:
\[\textit{acide éthanoïque}+\textit{alcool benzylique}\rightarrow
\textit{éthanoate de benzyle}+\textit{eau}\]
On donne les formules topologiques suivantes:
\Par
\begin{center}
~~~~~\chemname{\chemfig{[,.85]*6(-=-(--[::-60]O-[::+60](=[2]O)-[::-60])=-=)}}{éthanoate
    de benzyle}
\hfill
\chemname{\chemfig{[,.85]*6(-=-(--[::-60]OH)=-=)}}{alcool benzylique}~~~~~
\end{center}
\Par\enlargethispage*{4em}
On donne par ailleurs trois spectres infrarouges page suivante.
\begin{questions}
\item Donner la formule semi-développée de l'acide éthanoïque.
\item Attribuer, en justifiant, son spectre infrarouge à chacun des
  trois composés organiques mis en jeu dans cette synthèse. On
  s'aidera du tableau de la page~\pageref{tab:IR}.
%\item En réalité, à la fin de la synthèse, l'ester n'est pas pur et
%  renferme encore des traces d'alcool. Comment le spectre infrarouge
%  obtenu après synthèse permet-il d'identifier la nature de cette
%  impureté~?
\end{questions}

\begin{center}
\includegraphics{030_2014_specIR1}%% Jamais deux includegraphics sur la
                              %% meme ligne

\includegraphics{030_2014_specIR2}
\end{center}

\begin{center}
\includegraphics{030_2014_specIR3}
\end{center}
\end{exo}
%%%%
%%%%
\begin{corrige}
  \begin{questions}
  \item La formule semi-développée de l'\index{Acide éthanoïque}acide
    éthanoïque est:
    \begin{center}
      \chemfig{CH_3-C(=[1]O)(-[7]OH)}
    \end{center}
  \item Les liaisons présentes sur les molécules mises en jeu qui vont
    nous permettre de discriminer les composés sont
     C=O et  O--H. En nous aidant du tableau de la
    page~\pageref{tab:IR}, nous voyons que la liaison C=O possède une
    bande relativement étroite vers $1700-1750$~cm$^{-1}$, et que la
    liaison \mbox{O--H} possède une bande large vers $3000-3700$~cm$^{-1}$.

L'examen des spectres nous informe que:
\begin{itemize}
\item  le composé du spectre numéro~1
possède une liaison O--H,  mais pas de liaison C=O. C'est donc
l'alcool benzylique, le seul des trois composés en jeu ne possédant
pas de liaison C=O.
\item Le composé du spectre numéro~3 possède à la fois une liaison
  O--H et une liaison C=O. C'est donc l'acide éthanoïque.
\item Par élimination, on en déduit que le spectre numéro~2 est celui
  de l'éthanoate de benzyle (produit de la synthèse). On corrobore
  cette affirmation en observant la présence de la bande de la liaison
  C=O, mais pas la bande large de la liaison O--H (la bande
  relativement étroite vers $3000$~cm$^{-1}$ est celle de la
  liaison C--H).
\end{itemize}
  \end{questions}
%\item On utilise la partie des \og empreintes digitales \fg{} du
%  spectre, celle correspondant aux nombres d'onde inférieurs à
%  $1500$~cm$^{-1}$. Dans le spectre de l'alcool benzylique, on voit
%  par exemple deux bandes étroites à $700$~cm$^{-1}$ et
%  $750$~cm$^{-1}$, que l'on retrouve sur le spectre numéro~2, ce qui
%  indique que le mélange réactionnel contient encore des traces d'alcool.
%\end{corrige}
%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%
\begin{exo}{Identification d'une molécule}{Lycée Claude Bernard,
    Paris}{2}{10}
On considère une molécule de formule brute C$_2$H$_6$O.
\begin{questions}
\item Écrire les deux molécules isomères possibles en formule semi-développée.
\item À l'aide de son spectre infrarouge ci-après, identifier la
  molécule et la nommer. On s'aidera du tableau de la page~\pageref{tab:IR}.
\end{questions}
\begin{center}
\includegraphics{031_2014_specIR4}
\end{center}
\end{exo}
%%%%
%%%%
\begin{corrige}
  \begin{questions}
  \item Les deux formules semi-développées possibles sont:
    \begin{center}
      ~~~~~~~~~~\chemfig{[,.7]CH_3-CH_2OH}\hfill\chemfig{[,.7]CH_3-O-CH_3}~~~~~~~~~
    \end{center}
  \item Nous voyons sur le tableau de la page~\pageref{tab:IR} que la
    liaison O--H donne une bande large vers $3200-3700$~cm$^{-1}$, que
    l'on retrouve sur le spectre du composé. La molécule correspond
    donc à celle contenant une liaison \mbox{O--H}, c'est-à-dire la première
    molécule donnée à la réponse précédente. Il s'agit de l'éthanol.
  \end{questions}
\end{corrige}
%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%
\begin{exo}{Spectroscopie UV-visible}{Lycée Jean Rostand,
   Villepinte}{2}{10}
 À l'aide d'un
 \index{Spectrophotometre@Spectrophotomètre}spectrophotomètre, on a
 obtenu le spectre ci-après d'une solution colorée.
\Par
\begin{minipage}{0.6\linewidth}
\includegraphics{031_2014_uv1}
\end{minipage}
\hfill
\begin{minipage}{0.4\linewidth}
\includegraphics{031_cerclechro}%[width=35mm]
\vspace*{2cm}
\end{minipage}

\enlargethispage*{3em}
\begin{questions}
\item Préciser le nom et l'unité de la grandeur portée en ordonnée sur
 le spectre.
\item Dans quel domaine de longueur d'onde cette solution
 absorbe-t-elle le plus~?
\item En déduire la couleur de la solution.
\item À quelle longueur d'onde doit-on régler le spectrophotomètre
 pour analyser cette solution colorée~?
\item Décrire l'allure du spectre si on avait utilisé une solution
 deux fois plus concentrée.
\end{questions}
\end{exo}
%%%%
%%%%
\begin{corrige}
 \begin{questions}
 \item La grandeur portée en ordonnée s'appelle l'absorbance. Elle
   n'a pas d'unité.
 \item Cette solution absorbe le plus aux alentours de $540$~nm,
   c'est-à-dire dans le domaine du vert.
 \item La couleur de la solution est donc la couleur complémentaire du
   vert, diamétralement opposée à celui-ci sur le cercle
   chromatique. Elle est donc rouge.
 \item Le spectrophotomètre doit être réglé à la longueur d'onde du
   maximum d'absorbance, donc ici sur $\lambda=540$~nm.
 \item D'après la loi de Beer-Lambert, l'absorbance est
   proportionnelle à la concentration. Par conséquent, si on avait
   utilisé une solution deux fois plus concentrée, on aurait obtenu
   une absorbance deux fois plus grande.
%   , comme indiqué sur le spectre page    ci-contre.
%\begin{center}
%\includegraphics{039_2014_uv3}
%\end{center}
 \end{questions}
\end{corrige}
%%
%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% EXO SUIVANT PEUT ETRE
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% SUPPRIME SI TROP DE PAGES
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%
%%
%\begin{exo}{Acétate d'éthyle}{Lycée Sainte-Geneviève,
%    Versailles}{2}{10}
%L'acétate d'éthyle est un composé présentant de nombreuses
%applications. Il est par exemple utilisé pour l'arôme de fraise, pour
%accélérer la prise des peintures et vernis, ou pour décaféiner les
%grains de café.
%On présente sur les figures suivantes les spectres infrarouges de
%l'acide éthanoïque, de l'éthanol et de l'éthanoate (ou acétate) d'éthyle (voir chapitre 9: chimie organique).
%\begin{center}
%  \includegraphics[scale=.85]{036_specIRA}
%  \includegraphics[scale=.85]{036_specIRB}
%  \includegraphics[scale=.85]{036_specIRC}
%\end{center}
%\enlargethispage*{2em}
%\begin{questions}
%\item \'Ecrire la formule semi-développée de chacune de ces molécules.
%\item Identifier à  quelle molécule correspond chaque spectre. On pourra s'aider du tableau de la page~\pageref{tab:IR}.
%\end{questions}
%\end{exo}
%\begin{corrige}
%  \begin{questions}
%  \item La formule semi-développée de l'acide éthanoïque est:
%    \begin{center}
%      \chemfig{CH_3-C(=[7]O)-[1]OH}
%    \end{center}
%    Celle de l'éthanol est:
%    \begin{center}
%      \chemfig{CH_3-CH_2-OH}
%    \end{center} 
%    et celle de l'éthanoate d'éthyle est:
%    \begin{center}
%      \chemfig{CH_3-C(=[2]O)-O-CH_2-CH_3}
%    \end{center}

%La réaction d'estérification conduisant à la formation de ce dernier
%est:
%
%\smallskip
%
%\schemestart
%      \chemfig{[,.7]CH_3-C(=[7]O)-[1]OH} \+      \chemfig{[,.7]CH_3-CH_2-OH}
%      \arrow 
%\schemestop
%
%~~\hfill 
%\schemestart
%\chemfig{[,.7]CH_3-C(=[2]O)-O-CH_2-CH_3} \+ \chemfig{H_2O}
%\schemestop
%
%\enlargethispage*{5em}
%  \item On voit que la seule molécule qui ne comporte pas de liaison
%    C=O est l'éthanol. Sur le tableau de la page~\pageref{tab:IR} on
%    voit que cette liaison a une bande d'absorption vers
%    $1700-1730$~cm$^{-1}$.  Le seul spectre qui ne présente pas une
%    telle bande est le spectre~B, que l'on peut donc associer à
%    l'éthanol. Il nous faut à présent identifier le spectre de l'acide
%    éthanoïque et celui de l'éthanoate d'éthyle. On peut utiliser le
%    fait, à présent, que des deux seul l'acide éthanoïque présente une
%    liaison O--H, qui présente une bande large pouvant aller de $3200$
%    à $3700$~cm$^{-1}$. On en déduit que le spectre~A est celui de
%    l'éthanoate d'éthyle et le spectre~C celui de l'acide
%    éthanoïque.
    
    %La bande étroite vers $1000$~cm$^{-1}$ est celle des   % <====
                                % ERREUR VOLONTAIRE (non détectée)
% \begin{plusloin}
% La bande étroite vers $3000$~cm$^{-1}$ est celle des   % <==== CORRECT
%    liaisons C--H de la molécule. 
%    \end{plusloin} 
%  \end{questions}
%\end{corrige}

 
\thumb\AfficheCorrige 
