Test des aldéhydes
Préparation et utilisation de la liqueur de Fehling

Mots clefs
Aldéhyde et cétones	Liqueur de Fehling	Oses et osides
Précipités et complexes	Constantes de complexation

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Introduction

1. Les aldéhydes

Il existe en chimie organique une chimie extrêmement riche, celle du groupe carbonyle. Le groupe carbonyle est la fonction C=O des aldéhydes et des cétones, à ne pas confondre avec les groupe carboxyle (-CO-OH) des acides carboxyliques. Nous allons étudier ici particulièrement les aldéhydes.

Les aldéhydes sont de la forme générale : R-CHO

Elles ont tendance à s'oxyder facilement en acide carboxylique. Voici les demi-équation électroniques en milieu acide :

(1) R-CHO + H₂O = R-CO-OH + 2 H⁺ + 2e^-

et en milieu basique :

(2) R-CHO + 3 OH^- = R-CO-O^- + 2 H₂O + 2 e^-

Le fait que les aldéhydes s'oxydent facilement signifie que les aldéhydes réduisent facilement. Les aldéhydes possèdent donc un pouvoir réducteur qui leur est propre et qui les distingue des cétones. Nous exploitons cette propriété lorsque nous réalisons des tests d'identification colorés pour différencier les aldéhydes et cétones.

2. La liqueur de Fehling

Le principe de la liqueur de Fehling est de jouer avant tout sur deux couleurs.

• Le bleu d'une solution de cuivre (II)
• Le rouge du précipité d'oxyde de cuivre (I)

La particularité de cette réaction est qu'elle se fait en milieu basique.

Un problème se pose alors : l'ion cuivre (II) en milieu basique forme un précipité d'hydroxyde de cuivre (II).

Pour éviter cette précipitation, on enferme l'ion cuivre dans une cage moléculaire, par complexation. On dit que l'on forme un complexe. L'ion utilisé pour complexer le cuivre est l'ion tartrate.

La caractérisation d'aldéhydes à la liqueur de Fehling est un test rapide, simple, et suffisamment quantitatif pour pouvoir être utilisé en dosage.

Nous allons utiliser la liqueur de Fehling pour déterminer la présence ou l'absence du groupe fonctionnel aldéhyde dans quelques molécules, solides ou solutions.

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Mode opératoire

1. Préparation des solutions et de la Liqueur de Fehling

1.1. Solution A

• Dans un erlenmeyer de 250 mL :
• Dissoudre 7g de sulfate de cuivre pentahydraté (M = 250 g / mol ; n = 28 mmol) dans 100 mL d'eau

1.2. Solution B

• Dans un erlenmeyer de 250 mL :
• Dissoudre 34,6 g de tartrate double de sodium et de potassium (Sel de Seignette ou sel de Rochelle)( M = 210 g / mol ; n = 165 mmol)
• 10 g d'hydroxyde de sodium (M = 40 g / mol ; n = 250 mmol) dans 100 mL d'eau

1.3. Solution de glucose

• Dans un erlenmeyer de 250 mL :
• Dissoudre 1 g de glucose dans 100 mL d'eau

1.4. Solution de saccharose

• Dans un erlenmeyer de 250 mL :
• Dissoudre 1 sucre dans 100 mL d'eau

2. Caractérisation d'une aldéhyde

• Préparer la liqueur de Fehling en mélangeant dans un bécher de 100 mL, 20 mL de solution A et 20 mL de solution B
• Prendre quatre tubes à essais et les numéroter de 1 à 4
• Dans le (1) mettre 1 cm d'acétone
• Dans le (2) mettre 1 cm d'acétaldéhyde
• Dans le (3) mettre 1 cm d'une solution de glucose
• Dans le (4) mettre 1 cm de la solution de saccharose
• Rajouter dans chaque tube 1cm de liqueur de Fehling
• Chacun des tubes tests est homogénéïsé en agitant puis chauffé au bec bunsen
• On observe plus ou moins vite pour certain une coloration rouge

1. Conditions expérimentales

1.1. Pour quelle raison la réaction se fait en milieu basique ?
1.2. Pourquoi chauffe-t-on ?
1.3. Pourquoi utilise-t-on un complexe cuivre (II) - tartrate ?

2. Réaction mise en cause

2.1. Ecrire la demi-équation électronique de réduction du cuivre (II)
2.2. Ecrire la demi réaction électronique d'oxydation de l'aldéhyde
2.3. En déduire la réaction d'oxydoréduction de dosage

3. Résultats expérimentaux

3.1. Remplir le tableau suivant :

N° tube	Résultat du test	Temps mis pour la coloration
1
2
3
4

3.2. Quelles sont les tubes contenant des molécules ayant répondus positivement au test ?
3.3. Que peut-on dire du contenu du tube n° 4

4. Les sucres

4.1. Définir un ose
4.2. Définir un oside
4.3. A quelle catégories s'apparentent le glucose et le saccharose ?

5. Constantes de précipitation

On donne pour la précipitation de l'hydroxyde de cuivre (II) et pour la précipitation de l'oxyde de cuivre (I) les produits de solubilité respectivement Ks(II) et Ks (I).

Ks (II) = [ Cu (II) ] . [ OH- ]² ; Ks (I) = [ Cu (I) ] . [ OH- ]²

On donne pKs (I) = 15 pKs (II) = 20

5.1. Ecrire la réaction de précipitation de l'hydroxyde de cuivre (II)
5.2. A partir de quel pH va-t-on avoir début de précipitation ?
5.3. Ecrire la réaction de précipitation de l'oxyde de cuivre (I)
5.4. A partir de quel pH va-t-on avoir début de précipitation ?
5.5. Cette valeur est-elle cohérente avec l'expérience ?

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Réponses

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Bibliographie expérimentale complémentaire

• Depreux P., Bethegnies and Marcincal-Lefebvre A. 1988 - Synthesis of Benzil from Benzoin with Copper(II) Acetate - J. Chem. Ed., 65, p. 553.