School Angels - Sciences de la Vie et de la Terre

Bac S 2000	Polynésie (juin 2000)
	Estérification et vitesse moyenne de formation

Données :

Masses molaires atomiques : M_H=1 g.mol^-1 M_C=12 g.mol^-1 M_O=16 g.mol^-1

Dans un erlenmeyer sec, on introduit 12 g de propan-1-ol et 12 g d'acide éthanoïque. On porte ce mélange à 100°C avec un dispositif de chauffage à reflux, dont la température est alors maintenue constante.

1. Donner les formules semi-développées du propan-1-ol et de l'acide éthanoïque.

2. L'acide et l'alcool réagissent par une réaction d'estérification.

2. a. Écrire l'équation de la réaction d'estérification réalisée en utilisant des formules semi-développées.

2. b. Nommer l'ester formé.

2. c. Quels sont les caractères de cette réaction ?

3. En quoi consiste un dispositif de chauffage à reflux ? Quel est son rôle ?

4. Calculer les quantités de matière introduites en acide et en alcool, au départ, dans l'erlenmeyer.

5. Au bout de 10 heures de fonctionnement, on extrait un échantillon du mélange à 100°C. Après en avoir immédiatement fait "la trempe", un dosage de l'échantillon permet de savoir qu'il reste 7,4 g d'acide dans l'erlenmeyer. Calculer la quantité de matière d'ester formé à cet instant.

6. En quoi consiste "la trempe" de l'échantillon ? Quel est son rôle ?

7. Au bout de 20 heures de fonctionnement, par la méthode précédente, on déduit qu'il reste 6,1 g d'acide dans l'erlenmeyer.

7. a. Calculer la quantité de matière d'ester formé à cet instant.

7. b. Quel est le pourcentage d'ester formé ?

7. c. Sachant qu'à partir d'un mélange équimolaire d'un acide carboxylique et d'un alcool primaire le rendement de l'estérification est de 67%, l'équilibre est-il atteint ?

8. Entre les instants de dates t et t´, définir la vitesse moyenne de formation de l'ester et la calculer pour t=10h et t´=20h.

9. Donner une méthode permettant d'augmenter cette vitesse.

10. Sachant que les températures d'ébullition des différents corps en présence sont les suivantes :

	Ester	101°C
	Acide	118°C
	Alcool	97°C
	Eau	100°C

Donner une méthode permettant d'augmenter la quantité d'ester obtenue à l'équilibre.