نموذج مباراة ولوج كلية الطب والصيدلة بالدار البيضاء (جامعة الحسن الثاني) 2005 - الكيمياء (الصيغة العربية)

هذا النموذج هو اختبار الكيمياء في مباراة ولوج كلية الطب بالدار البيضاء (جامعة الحسن الثاني عين الشق)، دورة 2005. المدة: 30 دقيقة. يتضمّن تمريناً ومسألة حول الكحولات وتفاعلاتها ومعايرة الإيثانول في الدم. ما يلي تصحيح مقترح.

💡 في كتابة معادلات الأكسدة-اختزال، اكتب نصفي المعادلة أولاً ثم وازن عدد الإلكترونات: هذه الطريقة تجنّبك أخطاء المعاملات.

التمرين

1. متماكبات الكحول ذات الصيغة C₄H₁₀O (أربعة):

   الصيغة نصف المنشورة	الاسم	الصنف
   CH3−CH2−CH2−CH2−OH	بوتان-1-ول	أولي
   CH3−CH(OH)−CH2−CH3	بوتان-2-ول	ثانوي
   (CH3)2CH−CH2−OH	2-مثيل بروبان-1-ول	أولي
   (CH3)3C−OH	2-مثيل بروبان-2-ول	ثالثي

2. الجزيئة ذات التماكب البصري هي البوتان-2-ول، لأنها تحتوي على كربون لا متماثل (الكربون رقم 2) مرتبط بأربع مجموعات مختلفة: H و OH و CH3 و C2H5. لا يوجد كربون لا متماثل في المتماكبات الثلاثة الأخرى.
3. المتماكبان الصوريان (المتماكبان المرآويان): يُمثَّلان بتمثيل Cram حول الكربون اللامتماثل C*: في الجزيئة الأولى OH في المستوى نحو اليسار، CH3 في المستوى إلى الأعلى، H نحو الخلف و C2H5 نحو الأمام؛ والثانية هي صورتها في مرآة (تبادل موضعي H و C2H5، أو تبادل أي مجموعتين). الجزيئتان غير قابلتين للتطابق.
4. تكوّن مركب ستوني يعني أن الكحول ثانوي: إنه البوتان-2-ول، ويتأكسد إلى البوتانون CH3−CO−CH2−CH3.
   نصفا المعادلة:
   C4H10O → C4H8O + 2H+ + 2e− (×5)
   MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O (×2)
   المعادلة الحصيلة: 5 C4H10O + 2 MnO4− + 6 H+ → 5 C4H8O + 2 Mn2+ + 8 H2O

المسألة

I) الكحول A

1. صيغة كحول مشبع: CnH2n+2O، إذن M = 14n + 18 = 46 ⇐ n = 2: A هو الإيثانول C2H6O (CH₃−CH₂−OH).

2. 2-1 الأسترة: CH3−COOH + CH3−CH2−OH ⇌ CH3−COO−CH2−CH3 + H2O
   المركب E هو إيثانوات الإيثيل (أستر). التفاعل بطيء ومحدود وعكوس.

   2-2 يمكن الحصول على نفس الأستر انطلاقاً من مشتقات الحمض الأكثر تفاعلية:
   C: كلورور الإيثانويل CH3−CO−Cl؛ D: أندريد الإيثانويك CH3−CO−O−CO−CH3.
   (ترتيب C و D يُستنتج من السؤال 2-3: المركب الذي يعطي غازاً هو كلورور الأسيل.)

   2-3 التفاعل السريع والتام الذي يعطي E وغازاً (كلورور الهيدروجين):
   CH3−CO−Cl + CH3−CH2−OH → CH3−COO−CH2−CH3 + HCl

II) معايرة الإيثانول في الدم

1. دور ثنائي كرومات البوتاسيوم: هو المؤكسِد (المزدوجة Cr2O72−/Cr3+)، يؤكسد الإيثانول في وسط حمضي، ويُستعمل كمحلول معاير (يتغيّر لونه من البرتقالي إلى الأخضر).
2. المعادلة الحصيلة (أكسدة الإيثانول إلى حمض الإيثانويك بوجود فائض من المؤكسد):
   Cr2O72− + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O (×2)
   C2H5OH + H2O → CH3COOH + 4H+ + 4e− (×3)
   2 Cr2O72− + 3 C2H5OH + 16 H+ → 4 Cr3+ + 3 CH3COOH + 11 H2O
   إجابة مرجّحة: هذه هي المعادلة المعتمدة عادة في معايرة الكحول في الدم؛ إذا اعتُبر أن الأكسدة تتوقف عند الإيثانال تصبح المعادلة Cr2O72− + 3C2H5OH + 8H+ → 2Cr3+ + 3CH3CHO + 7H2O.
3. التركيز الكتلي للإيثانول في الدم:
   عند التكافؤ: n(C2H5OH)/3 = n(Cr2O72−)/2.
   n(Cr2O72−) = 2·10−2 × 10·10−3 = 2·10−4 mol ⇐ n(éthanol) = (3/2) × 2·10−4 = 3·10−4 mol في 10 mL من الدم.
   التركيز المولي: 3·10−4/10−2 = 3·10−2 mol/L، والتركيز الكتلي: C = 3·10−2 × 46 ≈ 1,38 g/L.
   (مع معادلة الإيثانال تكون النتيجة الضعف: 2,76 g/L.)