Exercice 3 - Rendement de synthèse · Bac Physique-Chimie Métropole 2026 (sujet 1)

Exercice 3 – Coloration de la laine

Les premières traces d'utilisation de la laine à usage vestimentaire remontent à plus de 12 000 ans et les premières teintures de la laine apparaissent il y a plus de 5 000 ans.

Les objectifs de cet exercice sont d'étudier la synthèse d'un colorant ainsi que les conditions nécessaires à sa fixation dans la structure de la laine.

1. Synthèse d'un « colorant acide »

Certains colorants utilisés pour teindre la laine sont appelés « colorants acides » car leur fixation est optimisée par un bain de teinture acide. On s'intéresse ici à la synthèse de l'un d'entre eux, largement utilisé dans l'industrie textile.

Données

Masse molaire de l'acide sulfanilique: $M(\text{acide sulfanilique}) = 173{,}2\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$;

Masse molaire $\beta$-naphtol: $M(\beta\text{-naphtol}) = 144{,}2\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$;

Masse molaire du colorant: $M(\text{colorant}) = 328{,}3\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$;

Cercle chromatique:

On réalise la synthèse du colorant en faisant réagir $0{,}87\text{ g}$ d'acide sulfanilique et $0{,}72\text{ g}$ de $\beta$-naphtol avec un excès d'acide nitreux. La transformation est modélisée par l'équation de réaction:

Expérimentalement, on obtient une masse $m = 1{,}53\text{ g}$ de colorant.

On réalise la synthèse du colorant en faisant réagir $0{,}87\text{ g}$ d'acide sulfanilique et $0{,}72\text{ g}$ de $\beta$-naphtol avec un excès d'acide nitreux. Expérimentalement, on obtient une masse $m = 1{,}53\text{ g}$ de colorant.

Q5.

Déterminer, en justifiant, la masse maximale de colorant qui aurait pu être obtenue.

Q6.

Déterminer le rendement de cette synthèse.

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