Travaux pratiques - biochimie 3 - correction, Exercices de Biochimie
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Melissa_s28 April 2014

Travaux pratiques - biochimie 3 - correction, Exercices de Biochimie

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Travaux pratiques de biochimie à propos du parfum de poire - correction. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude théorique, Étude cinétique, la courbe représentative de n, L’état final du système.
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EXERCICE 2 : LE PARFUM DE POIRE (4 points)

Réunion 2006 EXERCICE 2 : LE PARFUM DE POIRE ( 4 points )

Correction

I. Étude théorique

I.1. La fonction chimique présente dans cette

molécule est la fonction ester.

I.2.1. Le réactif B contient la fonction chimique ALCOOL.

La formule semi-développée de B est : CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – OH

I.2.2. équation de la réaction : CH3CO2H(l) + C5H11OH(l) = C7H14O2(l) + H2O(l)

I.2.3. A est l’acide éthanoïque (ou acétique)et B le pentan-1-ol.

L'autre produit formé au cours de cette synthèse est l'eau.

I.2.4. Cette synthèse est une réaction d’estérification.

Il. Étude cinétique

Il.1. Le mélange réactionnel est maintenu à basse température afin de ralentir fortement la transformation

d'estérification. On partage ce mélange réactionnel en volumes égaux placés dans différents tubes à essais

qui sont placés à t = 0 dans un bain thermostaté. La transformation chimique débute.

A différentes dates, on retire un tube du bain thermostaté. On le verse dans un volume d'eau glacée, afin

de bloquer la réaction d'estérification. On titre l’acide éthanoïque restant dans le tube. Le titrage est basé

sur une réaction acido-basique totale, on peut utiliser de la soude comme réactif titrant (le milieu

réactionnel ayant été refroidi, la réaction parasite de saponification est négligeable). On détermine ainsi la

quantité de matière d'acide éthanoïque restant dans un tube pour chaque date t. On en déduit la quantité de

matière d'acide restant dans le mélange réactionnel à différentes dates.

Il.2.1. L'acide sulfurique joue le rôle de catalyseur, ce qui permet d’atteindre plus rapidement l’état final

d'équilibre.

Il.2.2. L'acide sulfurique, comme tout catalyseur, n’intervient pas dans l'équation de la réaction. Même s'il

participe à la réaction, sa quantité de matière initiale reste égale à sa quantité de matière finale.

Il.3.1.b.n éthanoate de pentyle = n = x

Il.3.1.a.Tableau descriptif de l'évolution du système.

Équation chimique

d’estérification A + B = éthanoate de pentyle + eau

État du système

(en mol)

Avancement

(mol) Quantités de matière (mol)

État initial 0 nA(0) = 0,50 nB(0) = 0,50 0 0

État intermédiaire x nA(0) – x nB(0) – x x x

État à la date

t = 60 min

x = n(60)

= 0,33 0,17 0,17 0,33 0,33

Il.3.2.a.vitesse volumique deréaction: dt

dn .

V

1

dt

dx .

V

1 v  où V représente le volume du mélange

réactionnel supposé constant au cours du temps et n la quantité d'ester formé.

Il.3.2.b.1 dn

v . V dt  , donc la vitesse est proportionnelle à

dn

dt (coefficient directeur de la tangente, à la date

t, à la courbe représentative de n = f(t) ). Cette vitesse de réaction diminue au cours du temps. Le facteur

cinétique concentration des réactifs (qui diminue au cours de la transformation) justifie cette évolution.

CH3 – C – O – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3

OGroupe caractéristique

ester

Il.3.2.c. A partir de t = 50 min, le tableau de valeurs et la figure 1 de l’annexe 3 montrent que

n = nf = 0,33 = constante, le système a atteint l’état d’équilibre.

Il.3.3.Temps de demi-réaction t1/2: c’est la durée, notée t1/2, au bout de laquelle l’avancement x atteint la

moitié de sa valeur finale. Pour t = t1/2, x = 1

2 xf donc n = nf /2 .

La détermination graphique conduit à t1/2 6 min (voir figure ci-dessous)

Il.3.4. On considère maintenant le cas où la synthèse est faite sans ajout d'acide sulfurique.

Il.3.4.aLe temps de demi-réaction augmente, la transformation étant plus lente sans catalyseur.

Il.3.4.b.

L’état final du système reste inchangé par rapport à celui obtenu avec catalyseur, le catalyseur n’influant

pas sur la composition dans l’état final.

Ceci n'est pas visible sur le graphique car on peut penser que l'état d'équilibre sera atteint à une date

supérieure par rapport à celle avec catalyseur.

Sans catalyseur

t1/2

nf / 2

nf

9,05 cm  60 min

0,95 cm  t1/2

9,0 cm

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