Exercices  - biochimie - l'estérification - correction, Exercices de Biochimie
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Melissa_s28 April 2014

Exercices - biochimie - l'estérification - correction, Exercices de Biochimie

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Exercices de biochimie à propos de l'estérification - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: le méthanol, les réactifs, la quantité de matière d'alcool.
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Polynésie 09/2004 Exercice 3 ESTÉRIFICATION Correction

Partie 1 1.1. L’alcool utilisé est le méthanol (le nom de l’ester formé : benzoate de méthyle dérive de l’acide

carboxylique (acide benzoïque C6H5CO2H ) et de l’alcool).

Formule semi-développée de l'acide benzoïque:

1.2. C6H5–COOH (l) + CH3–OH (l) = C6H5–COO–CH3 (l) + H2O (l)

Partie 2

2.1.

Equation

C6H5–COOH + CH3–OH = C6H5–COO–CH3 + H2O Etat du

système Avancement

Etat initial 0 n = 0,20 mol n 0 0

Encours de

transformation x n – x n – x x x

Etat final xéq n – xéq n – xéq xéq xéq

2.2.    

    2

2

356

2356

, )( éq

éq

éqéq

éqéq

éqéq

éqéq

éqr xn

x

V

xn

V

xn

V

x

V

x

OHCHCOOHHC

OHCHCOOHC Q

 

 

 

  = K = 4

valeur de xéq: K = ( )

éq

éq

x

n x or xéq et (nxéq) > 0, donc K =

( )

éq

éq

x

n x

(n – xéq) . K = xéq

n. K xéq . K = xéq

xéq ( 1 + K ) = n. K

xéq = .

(1 )

n K

K

xéq = 0,20 4

(1 4)

 = 0,13 mol

2.3.  = maxx

xéq . Si la transformation était totale, les réactifs seraient totalement consommés: n–xmax = 0

Donc xmax = n, soit  = 20,0

13,0 

n

xéq = 67%calcul avec la valeur non arrondie de xéq.

CH

C

CH

CH

CH

CH

O

OH C

2.4. Il s’est formé xéq = 0,13 mol d’eau et de benzoate de méthyle.

Il reste (n – xéq) = 0,067 mol d’acide benzoïque et de méthanol.

2.5. Soient n1 la quantité de matière d'acide benzoïque et n2 la quantité de matière d'alcool,

   

    )'()'(

'

''

''

21

2

21356

2356

,

éqéq

éq

éqéq

éqéq

éqéq

éqéq

éqr xnxn

x

V

xn

V

xn

V

x

V

x

OHCHCOOHHC

OHCHCOOHC Q

 

 

 

  = K

Soit à résoudre : K×(n1 – x’éq)× (n2 – x’éq) = x’éq²

4×(0,20 – x’éq)×(0,50 – x’éq) = x’éq²

4(0,200,50 – 0,20x'éq –0,50x'éq + x'éq²) = x'éq²

0,4 – 2,8 x’éq + 4 x’éq² = x’éq²

équation du second degré : 3x’éq² – 2,8 x’éq + 0,4 = 0

 = 2,8² – 4×3×0,4 = 3,04

x’éq1 = 6

04,38,2  = 0,18 mol ou x’éq2 =

6

04,38,2  = 0,76 mol

La valeur de l'avancement à l'équilibre ne peut dépasser celle de l'avancement maximal.

Il faut déterminer le réactif limitant :

si l’acide benzoïque est le réactif limitant : n1 – xmax = 0 xmax = 0,20 mol

si l’alcool est le réactif limitant : n2 – xmax = 0 xmax = 0,50 mol

Le réactif limitant est celui qui conduit à l'avancement maximal le plus faible, c'est l’acide benzoïque et

xmax = 0,20 mol.

On retient la valeur xéq < xmax, soit xéq1 = 0,18 mol.

2.6. ’ = maxx

xéq

Soit  = 20,0

18,0'

1

n

x éq = 88% (calcul effectué avec la valeur non arrondie de x'éq1)

Le fait de mettre en excès un des deux réactifs déplace l’équilibre dans le sens direct (dans le sens de la

consommation de ce réactif).

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