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Bonjour voici l'exercice à réaliser, si vous pouviez m'aider s'il vous plaît, je n'y ai rien compris
Document 1: la synthèse d'un ester à odeur d'ananas
Lors d'une séance de travaux pratiques, un groupe d'élèves a fait la synthèse du butanoate d'éthyle (un ester),
composé organique à l'odeur d'ananas. Pour cela, ils ont chauffé à reflux un mélange réactionnel composé au départ
de 20 mL d'acide butanoïque C H2O2 et 20 mL d'éthanol C2H60.
En fin de réaction, après les étapes de séparation des différents réactifs et de purification, le produit de cette
synthèse est identifié : Il s'agit bien du butanoate d'éthyle C6H12O2. La masse récupérée est : Mester= 16,3 g.
Document 2: données utiles
- M(H)= 1,0 g-moll ;
M(C)= 12,0 g.mol-?;
M(O)= 16,0 g.mola;
Paclde but = 0,96 g.mL?;
Péthanol = 0,79 g.mL-1
Document 3: tableau d'avancement
avancement
C4H8O2 (10
)
+...... CzH60 ()
+ ..........CH12020 + ........H2O(1)
Etat initial
o
Etat intermédiaire
х
Etat final
Xf
1. Doc. 3 Proposer des valeurs pour les coefficients afin d'ajuster l'équation de cette réaction.
2. Doc. 1 et 3 Déterminer les quantités initiales d'acide butanoïque CaH2O2 et d'éthanol, C2H60 et compléter la
première ligne du tableau.
3. Doc. 3 Remplir alors les cases de la deuxième ligne du tableau puis la troisième ligne en supposant que la réaction
est totale. Identifier quel est le réactif limitant, s'il existe.
4. Doc. 1 Déterminer la quantité (en mole) de l'ester obtenue par le groupe d'élèves.
5. Doc. 3 En supposant les pertes de matières négligeables lors de la purification, quel est l'avancement réel xréel de
cette réaction ? Correspond-il à l'avancement maximal xmax ?
6. En déduire le rendement z=Xreel/Xmax pour cette réaction.​


Répondre :

Bonjour,

1)

C₄H₈O₂ + C₂H₆O = C₆H₁₂O₂ + H₂O

2) ni(C₄H₈O₂) = m(C₄H₈O₂)/M(C₄H₈O₂)

m(C₄H₈O₂) = ρ(acide) x V(C₄H₈O₂) = 0,96 x 20 = 19,2 g

et M(C₄H₈O₂) = 4xM(C) + 8xM(H) + 2xM(O) = 4x12,0 + 8x1,0 + 2x16,0 = 88,0 g.mol⁻¹

⇒ ni(C₄H₈O₂) = 19,2/88,0 ≈ 0,218 mol

ni(C₂H₆O) = m(C₂H₆O)/M(C₂H₆O)

m(C₂H₆O) = ρ(éthanol) x V(C₂H₆O) = 0,79 x 20 = 15,8 g

et M(C₂H₆O) = 2xM(C) + 6xM(H) + M(O) = 2x12,0 + 6x1,0 + 16,0 = 46,0 g.mol⁻¹

⇒ ni(C₂H₆O) = 15,8/46,0 ≈ 0,343 mol

3)

                           C₄H₈O₂ + C₂H₆O → C₆H₁₂O₂ + H₂O

Etat   Avanct

Initial    x=0            0,218        0,343        0            0

Inter.      x            0,218-x      0,343-x       x            x

Final      xf           0,218-xf     0,343-xf      xf           xf

Réactif limitant : C₄H₈O₂ ⇒ xf = 0,218 mol

4) n(C₆H₁₂O₂) = xf = 0,218 mol

5) Or la masse récupérée est de : m(ester) = 16,3 g

Et : M(C₆H₁₂O₂) = 6xM(C) + 12xM(H) + 2xM(O) = 116,0 g.mol⁻¹

Soit : x(réel) = m(ester)/M(ester) = 16,3/116,0 ≈ 0,140 mol

Donc x(réel) < xf

6) rendement η = x(réel)/xf = 0,140/0,218 ≈ 64%

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