Ester : formiate d'éthyle : concours Eni-Geipi-Polytech 2010.

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Le composé E, ester dont la formule semi-développée est donnée ci-dessous, est utilisé dans l’industrie alimentaire en tant qu’additif aromatique. Donner le nom systématique de l’ester E. méthanoate d'éthyle. Pour synthétiser E, on fait réagir entre elles deux molécules : A, qui appartient à la famille des acides carboxyliques et B, à celle des alcools.  Ecrire l’équation-bilan de la réaction en faisant apparaitre les formules semi-développées des réactifs et produits. L’expérience est menée en mélangeant nA0 = 0,50 mol de A avec nB0 = 1,00 mol de B, auxquels on additionne quelques gouttes d’acide sulfurique concentré. Le mélange est porté à reflux dans un réacteur fermé, à volume constant. La réaction est athermique. Quel volume de A a-t-on mesuré pour réaliser l’expérience ? ρ(A) = 1,22 g.cm-3 , ρ (B) = 0,79 g.cm-3 . Masse molaire de A : M(A) = 12+2+32 = 46 g/mol masse de A : m = nA0 M(A) = 0,50*46 = 23 g Volume  = m / ρ(A) = 23 / 1,22 = 18,86 ~19 mL. On étudie l’évolution de la concentration du produit E (quantité nE mesurée en mol) à partir de l’instant où le mélange est réalisé. On peut assimiler la vitesse initiale à la vitesse moyenne de la réaction pendant la 1ère heure. Déterminer cette vitesse. On considère qu’après 14 h le système n’évolue plus. Déterminer l’avancement final et le taux d’avancement de la réaction. Avancement final xf =0,42 mol ; avancement maximal : xmax = 0,50 mol. Taux d'avancement final : xf /  xmax = 0,42/0,5 = 0,84. Déterminer le temps de demi-réaction. Durée au bout de laquelle l'avancement est égal à la moitié de l'avancement final  Tracer sur la courbe l’évolution des quantités des réactifs. Donner la constante d’équilibre de la réaction. K = [ester]éq [eau]éq / ([acide]éq [alcool]éq). K =0,42 *0,42 /(0,08*0,58) =3,8.  Indiquer parmi les modifications de protocole proposées celle(s) qui permettent d’augmenter la quantité d’ester formée à la fin de l’opération. - augmenter la température ; faux ; - augmenter le temps de réaction ; faux ; - diminuer la température ;  faux ; - doubler la quantité de A ; vrai ; - ajouter plus de catalyseur ;  faux ; - doubler la quantité de B ; vrai. ..

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