2021-LIB.1. Préparation d’une bière brune aromatisée

1. Synthèse d’un ester au laboratoire

1. Il s’agit de l’hexanoate d’éthyle.

2. acide hexanoïque et éthanol

3. Accélère la réaction (chauffage) sans perte de vapeur (condensation dans le réfrigérant à boules).

4. espèce chimique qui augmente la vitesse d’une réaction donnée et dont la quantité à l’état initial est égale à la quantité à l’état final.

5. Pour l’alcool : masse = 20×0,789 = 15,8 g. Qdm  = 15,8÷46,1 = 0,342 mol.
Pour l’acide : masse = 43×0,93 = 40,0 g. Qdm = 40÷0,344 mol.
D’après l’équation-bilan, il faut une qdm égale d’acide et d’alcool. Donc ces deux espèces sont bien en proportions stoechiométriques.
Qdm d’ester produite : 33,1÷144,2 = 0,223 mol
Rendement : 0,223÷0,342 = 0,65 (ou 65 %)

6. La synthèse est la plus lente lorsque la qdm d’acide décroît le plus lentement, c’est-à-dire pour la courbe A. Celle-ci tend vers le même minimum que la courbe B donc il s’agit d’un mélange 43 mL d’acide et 20 mL d’alcool. Donc A et B correspondent aux conditions expérimentales 1 et 3. D’autre part, on sait que la température est un facteur cinétique, donc A correspond aux conditions expérimentales pour lesquelles la température est la plus basse, soit les conditions 1.

Remarque : la question n’est pas très claire… 🙄 On ne peut pas vraiment parler ici de « concentration » des réactifs puisqu’ils ne sont pas en solution. Donc il est difficile de prévoir, d’après le cours et sans raisonner sur les graphiques, quelles seront les conditions expérimentales qui permettront une plus grande vitesse de réaction.

7. Il s’agit de la courbe C car cette courbe montre qu’une plus grande qdm d’acide a été consommée (et donc une plus grande qdm d’ester a été produite). On peut en déduire, en s’appuyant sur la réponse à la question précédente, qu’il s’agit des conditions expérimentales 2.

8. On peut éliminer le spectre n°1 qui ne montre pas la bande d’absorption $*\ce{C=O}*$. Le spectre n°3 présente une absorption plus large autour de 3000 cm^-1 que le spectre n°2. Ceci est certainement dû à la présence de la liaison $*\ce{O-H}*$ dans l’acide. On peut donc associer l’ester au spectre n°2.