Par M. Mansour BenBey
Niveau
: Classes terminales
Sections : Scientifiques
EXERCICE 1 :
Pour étudier la cinétique d'une estérification on réalise un mélange équimolaire d'acide éthanoîque et d'éthanol que l'on répartit ensuite en fraction égales dans des tubes scellés .
On place ces tubes dans une étuve maintenue à température constante q 1 = 60°C, et à différents instants successifs ( t ) on retire l'un des tubes de l'étuve, on le ramène à température ambiante et on dose l'acide qu'il contient par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration connue .
1°) Pourquoi fait-on le dosage de l'acide restant dans le tube à température ambiante et non à q 1 = 60°C ?
Préciser les facteurs cinétiques qui entrent en jeu .
2°) Les différents dosages sccessifs permettent de tracer le graphe 1 .
Définissez et évaluez la vitesse instantanée de formation de l'ester à t1 = 15 minutes et à t2 = 90 minutes ; les deux résultats trouvés vous semblent -ils en accord avec l'un des facteurs de la cinétique ? Préciser lequel et expliquer en quelques lignes l'influence de ce facteur .
EXERCICE 2
:On étudie la réaction d'estérification à partir de l'exemple suivant : on utilise un mélange contenant1 mole d'acide éthanoique et 1 mole d'éthanol .
1°) Evaluer le volume réactionnel sachant que la masse volumique de l'éthanol est r 1=790Kg/m3 et celle de l'acide éthanoique est r 2=1080Kg/m3 .
On donne : C = 12 ; O = 16 ; H = 1
2°) On considèrera dans la suite de l'exercice que ce volume réactionnel esr égal à 0,1 litre .
Le mélange étant maintenu à température constante, on dose d'heure en heure l'acide restant . Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau suivant où nA est le nombre de moles d'acide restant :
|
t ( h ) |
0 |
1 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
n A(mol) |
1,00 |
0,82 |
0,70 |
0,55 |
0,46 |
0,41 |
0,38 |
0,35 |
0,34 |
0,34 |
|
n E(mol) |
||||||||||
|
C E(mol/l) |
a) Ecrire l'équation de la réaction entre l'éthanol et l'acide éthanoîque .
b) Compléter le tableau de mesures en évaluant le nombre de moles d'ester formé n
E au cours du temps, ainsi que la concentration molaire volumique de l'ester CE .3°) Représenter graphiquement les variations de C
E en fonction du temps t .Echelle : 1 cm pour 1 mol/l
2 cm pour 2 heures
4°) a) Définir la vitesse de formation de l'ester ( vitesse d'estérification ) .
b) Comment évolue cette vitesse au cours du temps ?
c) Déterminer le temps au bout duquel la moitié de l'acide initialement présent a réagi .
d) Calculer la vitesse d'estérification à cet instant .
5°) Indiquer un procédé permettant de rendre la réaction plus rapide .
Sur la même représentation graphique C
E = f(t) tracer la courbe que l'on obtiendrait par ce procédé .Justifier la répose .
6°) Quelle est la composition du mélange pour t > 20 heures ?
Quelle est alors la valeur de la vitesse de réaction ?
L'acide et l'alcool réagissent-ils encore ?
