Pourcentage molaire de deux énantiomères

[Tswlouisa]

Bonjour,

Je n'arrive pas à résoudre un exercice :

Sachant que 2 énantiomères ont des pouvoirs rotatoires spécifiques opposés [alpha] et -[alpha], et que les pouvoirs rotatoires sont additifs.

Soit S une solution contenant un mélange de 2 énantiomères, soit c(g/mL) la concentration totale en énantiomères :
X% (pourcentage molaire) de l'énantiomère E1 de pouvoir rotatoire [alpha]
(100-X)% de l'énantiomère de pouvoir rotatoire -[alpha]

Exprimer la concentration de E1 en fonction de c et X, idem pour E2.
Exprimer le pouvoir rotatoire alpha de la solution en fonction de c, X et l (dm) longueur de la cuve polarimétrique.
En déduire X, le % de E1 dans le mélange, en fonction de alpha, [alpha], c et l.

Je ne sais pas comment commencer !
Pouvez-vous m'aider ?
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[nlbmoi]

Bonjour

Pour commencer, tu pourrais débuter par la première question " Exprimer la concentration de E1 en fonction de c et X, idem pour E2."
Tu connais la concentration totale et les pourcentages de chacun des énantiomères.

[Tswlouisa]

Je ne comprends pas ce que représente un pourcentage molaire !

En essayant de faire la 1ère question, je me suis dit que c(totale)=X + (100-X)

Donc X= c - (100-X) pour E1
et (100-X)= c - X pour E2

[Kemiste]

Bonjour,

Pour un mélange, le pourcentage molaire d'un composé correspond au nombre de mole de ce composé divisé par le nombre de mole total de tous les composés.

Le calcul que tu donnes n'est pas bon. Une concentration ne peut pas être égal à un pourcentage qui n'a pas d'unité. De plus selon ton calcul on aurait c = X+100-X = 100.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tswlouisa]

Bonjour Kemiste

Merci de ta réponse.

Si je comprends bien, X_E1= n(E1) / n(total) et (100-X)_E2 = n(E2)/ n(total)

Ensuite, c(total) = m/V = (n*M)/V et c(total) = X*c(E1)+ (100-X)*c(E2)

Jusque là c'est bon ?

[Kemiste]

Si je comprends bien, X_E1= n(E1) / n(total) et (100-X)_E2 = n(E2)/ n(total)

Oui pour la première relation mais non pour la deuxième.

Ensuite, c(total) = m/V = (n*M)/V et c(total) = X*c(E1)+ (100-X)*c(E2)

Commence par exprimer la concentration de E1 puis de E2 comme il est demandé dans l'énoncé.

[Tswlouisa]

Oui pour la première relation mais non pour la deuxième.

Alors la deuxième serait : X(E2) = - (n(E2)/ntotal) / 100 ?



Commence par exprimer la concentration de E1 puis de E2 comme il est demandé dans l'énoncé.

Oui mais comment les exprimer en fonction de c(total) ?

J'ai trouvé cette relation sur le net : xi % = ni/ntot *100, faut-il mettre le *100 dans mes expressions ?

[Kemiste]

Tu donnes X_E1 = n(E1)/n(total) donc de la même façon X_E2 = n(E2)/n(total). Attention, une fraction molaire ne peut pas être négative !

[Tswlouisa]

Ok mais une fois que l'on a ça, comment exprimer la concentration en fonction de c et X ?

[nlbmoi]

Tu as la relation X(E1)=n(E1)/n(total) donc tu peux exprimer n(E1) : il te suffit ensuite de passer à la concentration

[Tswlouisa]

Donc c(E1)= (X(E1)*ntot) / V

Sauf que là je n'ai pas exprimé en fonction de c total !

[Kemiste]

A quoi est égal n(total)/V ?

PS : attention à ne pas mélanger concentration molaire et concentration massique.

[Tswlouisa]

Justement n tot / V est égal à la concentration molaire totale, or dans l'énoncé il est dit que C s'exprime en g/mL, c'est donc une concentration massique.

[Kemiste]

Tu sais comment passer d'une concentration molaire à une concentration massique.

[Tswlouisa]

Oui, Cmassique = Cmolaire * M

Mais dans mon exercice, je dois exprimer les concentrations de E1 et E2 mais elles sont molaires ou massiques du coup ?

[Kemiste]

Sachant que l'on est dans un exercice traitant du pouvoir rotatoire tu devrais le savoir

[Tswlouisa]

Ok dans ce cas c'est la concentration massique !

Du coup, Cm(E1)= (X(E1)*ntot*M(E1)) / V

Et C molaire tot = C massique / M

Donc Cm(E1) = (X(E1)*M(E1)) * (C massique tot/M tot)

[nlbmoi]

Bonjour

Avant de reposer une nouvelle question, essaie de travailler tes relations pour aboutir à un résultat. Où sèches tu ?

[Tswlouisa]

Mon résultat est celui-ci : Cm(E1) = (X(E1)*M(E1)) * (C massique tot/M tot)

C'est faux ?

[Kemiste]

Quel est donc ce "M tot" ?

A quoi est égal ntot*M/V ?

[Tswlouisa]

Je me disais que M tot était la masse molaire totale mais en fait comme E1 et E2 sont énantiomères, ils ont la même formule brute donc même masse molaire !

Du coup Cm(E1)= (X(E1)*ntot*M(E1)) / V = X(E1)* C tot

[Kemiste]

Tu peux donc continuer l'exercice.

[Tswlouisa]

Merci, est-ce que c'est pareil pour E2 vu qu'il y a le 100-X ?

[Kemiste]

Qu'est-ce qui est pareil ? As-tu compris la signification du "100-X" ? Propose quelque chose et on verra ce qu'il en est.

[Tswlouisa]

Pour E2, je dirais que C(e2) = X(E2) * C tot

Et le 100 - X signifie que le pourcentage molaire total = X_E1 + (100-X)_E2

En gros Dans mes formules, il faudrait mettre X tot et X tot = X(E1) + X(E2) = X tot E1 + (100-X tot) E2

[Kemiste]

Pour E2, je dirais que C(e2) = X(E2) * C tot

Oui mais il faut exprimer C(E2) en fonction de X = X(E1) et non de X(E2)

Et le 100 - X signifie que le pourcentage molaire total = X_E1 + (100-X)_E2

Non ce n'est pas bon. Quelle signification donnes-tu à "(100-X)_E2" ? Le pourcentage molaire totale est 100 %.

En gros Dans mes formules, il faudrait mettre X tot et X tot = X(E1) + X(E2) = X tot E1 + (100-X tot) E2

Quel est ce Xtot ? X tot E1 ? Pourquoi E2 est en facteur ?

[Tswlouisa]

D'accord, donc en fait c(E2) = (100-X) * c tot et c(E1)= X * c tot

Cette fois-ci je crois que j'ai compris

[Kemiste]

Voilà. Tu peux passer à la suite !

[Tswlouisa]

Pour la question suivante, j'ai trouvé [alpha]_E1 = alpha / (X*c tot)

et [alpha]_E2 = alpha / ((100-X)*c tot)

Pour finir, X= alpha_E1 / (c tot*[alpha]_E1)

C'est tout bon ?

[Kemiste]

Et "l" ?