Arômes de vanille : un exercice de spécialité en vrai ou faux

Ce quatrième exercice du bac S 2012 de Métropole (rattrapage) est réservé aux candidats de spécialité. Noté sur 4 points, il se traite en 52 minutes environ. Il se présente comme une suite d'affirmations à déclarer vraies ou fausses, la plupart avec justification. Le format paraît simple, mais une réponse non justifiée ou mal argumentée rapporte peu : il faut rédiger chaque explication avec précision.

Partie 1 : l'acétate d'isoeugénol

Le réactif A qui transforme l'isoeugénol en acétate d'isoeugénol en libérant de l'acide éthanoïque est l'anhydride éthanoïque. Le réflexe « estérification = acide + alcool » mène à une erreur : un acide carboxylique donnerait de l'eau comme second produit. La conservation des éléments C, H et O confirme le choix. On en déduit ensuite que la réaction d'un alcool avec un anhydride est totale (taux d'avancement final égal à 1) alors que celle d'un acide carboxylique avec un alcool est limitée (taux inférieur à 1). Les affirmations a et c se contredisent, ce qui aide à vérifier ses réponses.

Partie 2 : de l'acétate de vanilline à la vanilline

L'acétate de vanilline contient un groupe ester, mais ni groupe acide carboxylique ni groupe alcool : ne confondez pas avec la vanilline, qui porte un –OH. La transformation étudiée est une hydrolyse d'ester en milieu acide : ce n'est ni une estérification, puisque l'ester est un réactif, ni une saponification, qui exigerait des ions hydroxyde. L'éthanol n'est pas un réactif, car il n'apparaît pas dans l'équation : c'est un solvant qui dissout l'acétate de vanilline, peu soluble dans l'eau, et le met en contact avec elle. Le montage adapté est le chauffage à reflux ; la justification doit mentionner l'accélération de la réaction et la condensation des vapeurs, qui évite les pertes.

Vient ensuite l'extraction. L'ampoule à décanter sépare deux liquides non miscibles, pas un solide d'un liquide. La vanilline, bien plus soluble dans le dichlorométhane que dans l'eau, passe dans la phase organique. Comme le dichlorométhane a une masse volumique de 1,3 g/cm³, supérieure à celle de l'eau, la phase organique se trouve en bas. Placer la phase organique en haut par habitude est un piège fréquent : seule la comparaison des masses volumiques permet de conclure.

Pour le rendement, l'acétate de vanilline est le réactif limitant, l'eau étant en excès : η = 2,5/7,7 = 32 %. Les autres propositions correspondent à des erreurs typiques, comme le rapport inversé ou une division mêlant grammes et millimoles.

Partie 3 : la chromatographie

Le bon chromatogramme est celui où la phase récupérée et l'arôme artificiel présentent chacun une tache à la même hauteur que la vanilline pure. La seconde tache de la phase extraite signale une autre espèce, par exemple de l'acétate de vanilline n'ayant pas réagi, cohérent avec un rendement de 32 %. Les deux autres chromatogrammes contredisent la formation de vanilline.

Conseils

Dans un vrai ou faux, croisez les réponses entre elles : une incohérence trahit souvent une erreur. Justifiez toujours avec une donnée de l'énoncé (solubilité, masse volumique, équation) plutôt qu'avec une affirmation générale.