Trois isomères de formule brute et leurs températures d'ébullition
Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (première), chapitre 7 — Cohésion, dissolution et solubilité · Interactions et changements d'état
Énoncé
Trois isomères de formule brute et leurs températures d'ébullition :
- pentane : C ;
- 2-méthylbutane : C ;
- 2,2-diméthylpropane : C.
Même formule brute, mêmes atomes, mêmes liaisons — pourquoi ces températures diffèrent-elles ? (Penser à la forme des entités et à leur surface de contact.)
Corrigé
Les trois sont apolaires : seule agit Van der Waals. Or cette interaction est une affaire de contact entre nuages électroniques voisins, donc de surface.
Le pentane est une chaîne étirée : deux entités peuvent s'accoler sur toute leur longueur, le contact est maximal. Le 2-méthylbutane, ramifié, est plus trapu. Le 2,2-diméthylpropane est quasi sphérique : deux sphères ne se touchent qu'en un point, le contact est minimal.
Plus la molécule est ramifiée, plus elle est compacte, plus sa surface de contact est faible, plus Van der Waals est faible — et plus l'ébullition est basse. D'où .
Contrôle : la masse molaire est rigoureusement la même () pour les trois : elle ne peut donc rien expliquer ici. Seule la forme varie, seule la forme peut être la cause.
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