Exercices  - biochimie - la synthèse d’un additif alimentaire à odeur de rhum - correction, Exercices de Biochimie
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Melissa_s28 April 2014

Exercices - biochimie - la synthèse d’un additif alimentaire à odeur de rhum - correction, Exercices de Biochimie

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Exercices de biochimie à propos de la synthèse d’un additif alimentaire à odeur de rhum - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Transformation (N° 1) d'un mélange d'acide carboxylique (A) et d'alc...
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Synthèse d’un additif alimentaire à odeur de rhum 4 pts

2003 Polynésie Synthèse d’un additif alimentaire à odeur de rhum (4 pts) Corrigé

1. Transformation (N° 1) d'un mélange d'acide carboxylique (A) et d'alcool primaire (B)

1.1. Équation de la réaction de synthèse de l'ester Y

acide carboxylique (A) + alcool primaire (B) = ester (Y) + eau (W)

1.2. Y se nomme méthanoate d’éthyle

1.3. L'énoncé indique que le chauffage a eu lieu jusqu'à l'obtention de tout l'ester possible. On en déduit

que dans l’état final, la composition du système chimique n'évolue plus. On observe la présence des

produits Y et W de la réaction , mais aussi des réactifs, il s’agit bien d’un équilibre chimique entre les

quatre espèces.

1.4. K = Qr, éq = [ ] [ ]

[ ] [ ]

WY

éq és Y W

A Béq és A B

nn Y W n nV V

n nA B n n

V V

   

  

Par lecture graphique, sur le document 1, on a nY = nW = 0,8 mol et nA = nB = 0,4 mol

K 2

2

0,8

0,4  = 4

1.5. Equation de la réaction A + B = Y + W

Etat du système

Avancement x (mol)

nA (mol) nB (mol) nY (mol) nW (mol)

initial 0 1,20 1,20 0 0

intermédiaire x 1,20 – x 1,20 – x x x

final xf 1,20 – xf 1,20 – xf xf xf

1.6. Qr = 2

2(1,20 )

x

x

1.7. Qr,f = Qr,éq = K =

2

2(1,20 )

f

f

x

x = 4

xf² = 4×(1,20 – xf)²

xf = 2×(1,2 – xf)

3xf = 2,4

xf = 0,80 mol

La valeur obtenue est en accord avec celle donnée par le document 1.

1.8. 1 = max

100 f

x

x

Calcul de l'avancement maximal xmax :

Si A ou B est totalement consommé nA ou B – xmax = 0. Alors xmax = 1,2 mol.

1 = 0,80

100 1,2  = 67%

H – C – O – CH2 – CH3

O

CH3 – CH2 – OH H2O HC

O

OH + + =

2. Transformation (N°2)

2.1. 2 = max

100 f

x

x

 Avancement final xf : nA restante = nA initiale – xf soit xf = nA initiale – nA restante

xf = 2,4 – 1,4 = 1,0 mol

 Avancement maximal xmax : Seule une donnée change, soit xmax = 1,2 mol (le réactif limitant est B)

2.= 100 2,1

0,1  = 83%

2.2.1 < 2

Pour le système S2, A a été introduit en excès par rapport à B. Il y a alors déplacement de l’équilibre dans

le sens de la consommation de A. Il s’est formé plus d’ester, donc le rendement a augmenté.

3. Transformation (N°3)3.1. Lors du changement d'état (ici liquide gaz) d'une espèce chimique, la température se stabilise.

Le distillat obtenu est l’ester Y, en effet sa température d’ébullition est de 55°C.

3.2. 3 = max

100 f

x

x

 Avancement final xf :

D'après l'équation chimique xf = nester formée. Ainsi xf = Y

m

M

 Avancement maximal xmax : cf. 1.8.

3.= Y max

m 100

M x

3 = 85,8

100 74 1,2

 

= 97 %

3.3. 1 < 3

Au fur et à mesure de sa formation, l'ester passe à l'état gazeux et est éliminé du système chimique.

Il y a donc déplacement de l’équilibre dans le sens de la formation de l’ester : le rendement augmente.

Bilan:

Pour augmenter le rendement d'une réaction d'estérification, on peut :

- mettre un des réactifs en excès,

- éliminer un des produits au fur et à mesure de sa formation.

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