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  4. Exercice : Déterminer la molécule correspondante à un spectre d’absorption infrarouge

Déterminer la molécule correspondante à un spectre d’absorption infrarouge Exercice

Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.

Dernière modification : 11/04/2022 - Conforme au programme 2025-2026

On dispose du spectre infrarouge ci-dessous.

Quelle est la molécule correspondante ?

-

Données : 

Liaison

Famille chimique

Nombre d'onde \sigma \text{ (cm}^{-1})

\ce{C-H}

Alcane
Alcène
Aldéhyde

2 800 – 3 000 et 1 350 - 1 450
1 650
2 650 – 2 850

\ce{C=C} Alcène 1 700 – 1 725
\ce{C=O}

Aldéhyde
Cétone
Ester
Acide carboxylique
Amide

1 725 – 1 750
1 700 – 1 725
1 730 – 1 750
1 740 – 1 800
1 600 – 1 700

\ce{C-O}

Alcool
Ester
Acide carboxylique

1 000 – 1 200
1 050 – 1 300
1 100 – 1 200

\ce{C-N} Amine 1 000 – 1 200
\ce{N-H}

Amine
Amide

1 550 – 1 650
3 300 – 3 500

\ce{O-H} Alcool 3 200 – 3 500 (bande large)

Dans le spectre ci-dessus, trois pics d'absorption se détachent :

  • une bande large à environ \text{3 400 cm}^{-1} ;
  • un pic à environ \text{3 000 cm}^{-1} ;
  • un pic à environ \text{1 000 cm}^{-1}.
-

En comparant ces bandes aux valeurs tabulées, on en déduit que :

  • La bande à \text{3 400 cm}^{-1} correspond à la liaison \ce{O-H} d'une fonction alcool.
  • Le pic à \text{3 000 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C-H} d'un alcane.
  • Le pic à \text{1 000 cm}^{-1} pourrait correspondre à une liaison \ce{C-O} d'une fonction alcool.

 

Les formules semi-développées des molécules proposées sont les suivantes :

Molécule Acide méthanoïque  Acide éthanoïque  Méthane Éthanol
Formule semi-développée \ce{HCO2H} \ce{CH3-CO2H} \ce{CH4} \ce{CH3-CH2-OH}

La seule des molécules proposées qui possède les différentes liaisons mises en évidence par le spectre infrarouge est l'éthanol.

Ce spectre d'absorption infrarouge est celui de la molécule d'éthanol.

On dispose du spectre infrarouge ci-dessous.

Quelle est la molécule correspondante ?

-

 Données : 

Liaison

Famille chimique

Nombre d'onde \sigma \text{ (cm}^{-1}) 

\ce{C-H}

Alcane
Alcène
Aldéhyde

2 800 – 3 000 et 1 350 - 1 450
1 650
2 650 – 2 850

\ce{C=C} Alcène 1 700 – 1 725
\ce{C=O}

Aldéhyde
Cétone
Ester
Acide carboxylique
Amide

1 725 – 1 750
1 700 – 1 725
1 730 – 1 750
1 740 – 1 800
1 600 – 1 700

\ce{C-O}

Alcool
Ester
Acide carboxylique

1 000 – 1 200
1 050 – 1 300
1 100 – 1 200

\ce{C-N} Amine 1 000 – 1 200
\ce{N-H}

Amine
Amide

1 550 – 1 650
3 300 – 3 500

\ce{O-H} Alcool 3 200 – 3 500 (bande large)

Dans le spectre ci-dessus, un pic d'absorption se détache : un pic à environ \text{3 000 cm}^{-1}.

-

En comparant ces bandes aux valeurs tabulées, on en déduit que le pic à \text{3 000 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C-H} d'un alcane.

Les formules semi-développées des molécules proposées sont les suivantes :

Molécule Pentane Acide éthanoïque  Acide méthanoïque Éthanoate de méthyle
Formule semi-développée \ce{C5H12} \ce{CH3-CO2H} \ce{CH2O2} \ce{C3H6O2}

La seule des molécules proposées qui possède seulement la liaison carbone-hydrogène mise en évidence par le spectre infrarouge est le pentane.

Ce spectre d'absorption infrarouge est celui de la molécule de pentane.

On dispose du spectre infrarouge ci-dessous.

Quelle est la molécule correspondante ?

-

 Données : 

Liaison

Famille chimique

Nombre d'onde \sigma \text{ (cm}^{-1}) 

\ce{C-H}

Alcane
Alcène
Aldéhyde

2 800 – 3 000 et 1 350 - 1 450
1 650
2 650 – 2 850

\ce{C=C} Alcène 1 700 – 1 725
\ce{C=O}

Aldéhyde
Cétone
Ester
Acide carboxylique
Amide

1 725 – 1 750
1 700 – 1 725
1 730 – 1 750
1 740 – 1 800
1 600 – 1 700

\ce{C-O}

Alcool
Ester
Acide carboxylique

1 000 – 1 200
1 050 – 1 300
1 100 – 1 200

\ce{C-N} Amine 1 000 – 1 200
\ce{N-H}

Amine
Amide

1 550 – 1 650
3 300 – 3 500

\ce{O-H} Alcool 3 200 – 3 500 (bande large)

Dans le spectre ci-dessus, deux pics d'absorption se détachent :

  • un pic à environ \text{2 700 cm}^{-1} ; 
  • un pic à environ \text{1 750 cm}^{-1}.
-

En comparant ces bandes aux valeurs tabulées, on en déduit que :

  • Le pic à \text{2 700 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C-H} d'un aldéhyde ;
  • Le pic à \text{1 750cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C = O} d'un aldéhyde.

 

Les formules semi-développées des molécules proposées sont les suivantes :

Molécule Éthanal Éthanol Butanamine Pentanol
Formule semi-développée \ce{CH3CHO} \ce{CH3-CH2-OH} \ce{CH3-CH2-CH2-CH2-NH2} \ce{C5H11OH}

La seule des molécules proposées qui possède les différentes liaisons mises en évidence par le spectre infrarouge est l'éthanal.

Ce spectre d'absorption infrarouge est celui de la molécule d'éthanal.

On dispose du spectre infrarouge ci-dessous.

Quelle est la molécule correspondante ?

-

 Données : 

Liaison

Famille chimique

Nombre d'onde \sigma \text{ (cm}^{-1})

\ce{C-H}

Alcane
Alcène
Aldéhyde

2 800 – 3 000 et 1 350 - 1 450
1 650
2 650 – 2 850

\ce{C=C} Alcène 1 700 – 1 725
\ce{C=O}

Aldéhyde
Cétone
Ester
Acide carboxylique
Amide

1 725 – 1 750
1 700 – 1 725
1 730 – 1 750
1 740 – 1 800
1 600 – 1 700

\ce{C-O}

Alcool
Ester
Acide carboxylique

1 000 – 1 200
1 050 – 1 300
1 100 – 1 200

\ce{C-N} Amine 1 000 – 1 200
\ce{N-H}

Amine
Amide

1 550 – 1 650
3 300 – 3 500

\ce{O-H} Alcool 3 200 – 3 500 (bande large)

Dans le spectre ci-dessus, trois pics d'absorption se détachent :

  • un pic à environ \text{3 400 cm}^{-1} ; 
  • un pic à environ \text{2 900 cm}^{-1} ; 
  • un pic à environ \text{1 000 cm}^{-1}.
-

En comparant ces bandes aux valeurs tabulées, on en déduit que :

  • Le pic à \text{3 400 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{O-H} d'un alcool.
  • Le pic à \text{2 900 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C - H}.
  • Le pic à \text{1 000 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C - O } d'un alcool. 

 

Les formules semi-développées des molécules proposées sont les suivantes :

Molécule

Méthanol

Acide éthanoïque Cyclohexane Pentanol
Formule semi-développée \ce{CH3OH} \ce{CH3COOH} \ce{C6H12} \ce{C5H10O2}

La seule des molécules proposées qui possède les différentes liaisons mises en évidence par le spectre infrarouge est le méthanol.

Ce spectre d'absorption infrarouge est celui de la molécule de méthanol.

On dispose du spectre infrarouge ci-dessous.

Quelle est la molécule correspondante ?

-

 Données : 

Liaison

Famille chimique

Nombre d'onde \sigma \text{ (cm}^{-1})

\ce{C-H}

Alcane
Alcène
Aldéhyde

2 800 – 3 000 et 1 350 - 1 450
1 650
2 650 – 2 850

\ce{C=C} Alcène 1 700 – 1 725
\ce{C=O}

Aldéhyde
Cétone
Ester
Acide carboxylique
Amide

1 725 – 1 750
1 700 – 1 725
1 730 – 1 750
1 740 – 1 800
1 600 – 1 700

\ce{C-O}

Alcool
Ester
Acide carboxylique

1 000 – 1 200
1 050 – 1 300
1 100 – 1 200

\ce{C-N} Amine 1 000 – 1 200
\ce{N-H}

Amine
Amide

1 550 – 1 650
3 300 – 3 500

\ce{O-H} Alcool 3 200 – 3 500 (bande large)

Dans le spectre ci-dessus, quatre pics d'absorption se détachent :

  • un pic à environ \text{3 200 cm}^{-1} ; 
  • un pic à environ \text{2 900 cm}^{-1} ; 
  • un pic à environ \text{1 800 cm}^{-1} ; 
  • un pic à environ \text{1 200 cm}^{-1}.
-

En comparant ces bandes aux valeurs tabulées, on en déduit que :

  • Le pic à \text{3 400 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{O-H}.
  • Le pic à \text{2 900 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C - H}.
  • Le pic à \text{1 800 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C = O } d'un acide carboxylique.
  • Le pic à \text{1 200 cm}^{-1} correspond à une liaison \ce{C - O } d'un acide carboxylique.

 

Les formules semi-développées des molécules proposées sont les suivantes :

Molécule

Acide méthanoïque

Méthanamide Pentanol Pentanal
Formule semi-développée \ce{HCOOH} \ce{CH3NO} \ce{C5H11OH} \ce{C5H10O}

La seule des molécules proposées qui possède les différentes liaisons mises en évidence par le spectre infrarouge est l'acide méthanoïque.

Ce spectre d'absorption infrarouge est celui de la molécule d'acide méthanoïque.

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