Étude spectroscopique de l’acide butanoïque - Corrigé exercice 5

1. L'acide butanoïque est une molécule à chaîne carbonée linéaire comportant quatre atomes de carbone. Il contient un groupe carboxyle, situé obligatoirement à l'une des extrémités de la chaîne. Sa formule semi-développée est donc la suivante :

 2. Ci-dessous le spectre IR de l'acide butanoïque.

On observe un pic intense et étroit aux alentours de `1\ 700\ "cm"^-1`, caractéristique de la liaison \(\mathrm{C=O}\). Cela peut indiquer la présence d’un aldéhyde, d’une cétone ou d’un acide carboxylique.

Par ailleurs, une bande très large et intense entre `2\ 500` et `3\ 300\ "cm"^-1` est visible. Elle est typique de la liaison \(\mathrm{O–H}\) d’un acide carboxylique.

La présence simultanée de ces deux bandes caractéristiques permet d’affirmer que la molécule appartient à la famille des acides carboxyliques. Le spectre est donc compatible avec celui de l’acide butanoïque.

3. La bande d’absorption observée autour de \(\mathrm{3\ 000\ cm^{-1}}\), caractéristique d'un groupe hydroxyle \(\mathrm{-OH}\), est large et forte. Cette largeur s’explique par la formation de ponts hydrogène entre les molécules. Plus précisément, l’atome d’hydrogène du groupe hydroxyle d’une molécule d'acide butanoïque interagit avec l’atome d’oxygène d’une autre molécule d’acide butanoïque. Ces interactions, favorisées par la proximité des molécules, sont caractéristiques d’un état condensé, c'est-à-dire une phase liquide.