BACCALAURÉAT GÉNÉRAL

SESSION 2015

PHYSIQUE-CHIMIE

Série S

Durée de l’épreuve : 3 heures 30
Coefficient : 6

L’usage de la calculatrice est autorisé
Ce sujet ne nécessite pas de feuille de papier millimétré

Le sujet comporte trois exercices présentés sur 11 pages numérotées de 1/11 à 11/11 y compris celle-ci.

Le candidat doit traiter les trois exercices qui sont indépendants les uns des autres.

La page d’annexe 11 EST À RENDRE AGRAFÉE AVEC LA COPIE même si elle n’a pas été complétée.

15PYSCOG11

Page 1 sur 11

EXERCICE I. L’HÉLIANTHINE, INDICATEUR COLORÉ (5 points)
L’hélianthine, aussi appelée méthyl-orange, est un indicateur coloré de pH couramment utilisé pour la réalisation de titrages acidobasiques.
Son nom provient de la famille de fleurs « héliante » (du grec helios = soleil et anthos = fleurs) dont les couleurs s’étendent du rouge au jaune.
Partie A : Première étape de la synthèse de l’hélianthine
La synthèse de l’hélianthine comporte deux étapes :
• une réaction de diazotation de l’acide sulfanilique,
• une réaction de copulation sur la N,N-diméthylaniline.
La première étape est une réaction de diazotation entre l’acide sulfanilique et l’acide nitreux dont l’équation est la suivante :
HO3S – C6H4 – NH2 acide sulfanilique

+

HNO2

acide nitreux

+

H3O+

→

HO3S – C6H4 – N2+

+ 3 H2O

ion aryldiazonium

Le protocole de cette étape est décrit ci-dessous : o Préparation de la solution d’acide sulfanilique
• Dans un erlenmeyer de 100 mL, introduire 1,0 g d’acide sulfanilique pur sous forme solide.
Ajouter 20 mL d’eau.
• Refroidir cette solution dans un bain eau-glace et mettre sous agitation durant 5 minutes. o Préparation de l’acide nitreux
• Dans un erlenmeyer de 100 mL, introduire 10 mL d’une solution aqueuse de nitrite de sodium
(Na+(aq) + NO2¯(aq)) de concentration molaire égale à 2,0 mol.L-1 et refroidir cette solution dans un bain eau - glace.
• Ajouter 20 mL d’acide chlorhydrique (H3O+(aq) + Cl¯(aq)) de concentration molaire égale à
2,0