Chapitre 3
Activité 1 - Activité d'exploration
La réaction est-elle toujours totale ?
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Problématique de l'activité
Une réaction est limitée par le réactif dit limitant. Celui-ci peut-il ne pas être totalement consommé à la fin de la transformation chimique ?
L'avancement final déterminé expérimentalement correspond-il toujours à x_\text{max} trouvé dans le tableau d'avancement ?
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Une réaction totale s'arrête lorsqu'un réactif est entièrement consommé. Est-ce toujours le cas ?
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Doc. 1 La synthèse d'un ester à odeur d'ananas
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 \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_2. La masse récupérée est :
m_\text{ester} = 16,3 g.
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Sur la console de programmation en ligne, élaborer un programme permettant de déterminer les quantités de matière à l'état final d'une réaction de type : \text{a} \,\text{A} + \text{b}\, \text{B} → \text{c}\, \text{C} + \text{d}\, \text{D}, à partir des valeurs des coefficients \text{a}, \text{b}, \text{c} et \text{d} ainsi que des quantités de matière n_\text{A}et n_\text{B} introduites dans le programme par l'utilisateur. On suppose pour cela que la réaction entre les réactifs est totale.
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Doc. 2 Tableau d'avancement
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- M(\mathrm{H})= 1,0 g·mol-1 ;
- M(\mathrm{C})= 12,0 g·mol-1 ;
- M(\mathrm{O})= 16,0 g·mol-1 ;
- \rho_{\text {acide but }}= 0,96 g·ml-1 ;
- \rho_{\text {éthanol }}= 0,79 g·ml-1.
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Questions
Compétence(s)
RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique
RAI/MOD : Utiliser la quantité de matière
RAI/MOD : Utiliser la quantité de matière
1. Doc. 2 Proposer des valeurs pour les coefficients \textbf{a}, \textbf{b}, \textbf{c} et \textbf{d} afin d'ajuster l'équation de cette réaction.
2. Doc. 1 et 2 Déterminer les quantités initiales d'acide butanoïque \text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2 et d'éthanol, \text{C}_2\text{H}_6\text{O} et compléter la première ligne du tableau (cliquer et compléter les bulles 1, 2, 3 et 4 du tableau ci-dessus).
3. Doc. 2 Remplir alors les cases de la deuxième ligne du tableau (bulles 5, 6, 7 et 8 du tableau ci-dessus) puis la troisième ligne (bulles 9, 10, 11 et 12 du tableau) 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. 2 En supposant les pertes de matières négligeables lors de la purification, quel est l'avancement réel x_\text{réel} de cette réaction ? Correspond-il à l'avancement maximal x_\text{max} ?
6. En déduire le rendement z = \dfrac{x_\text{réel}}{x_\text{max}} pour cette réaction.
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Synthèse de l'activité
Lorsqu'on remplit la dernière ligne d'un tableau d'avancement, on suppose que x_\text{final} = x_\text{max}. Quelle caractéristique de la réaction chimique étudiée est nécessaire pour que cette hypothèse de travail soit valable ?
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j'ai une idée !
Oups, une coquille
