Propriétés de l’acide propanoïque (bac 2005 Pondichéry) énoncé

 

Q1

 

Préparation par dilution. Exercice similaire clique ici

Concentration de la solution mère S0      ..                                                                   

                                 .

Solution fille : C = 2,0.10-3 mol.L-1 ; V = 1,00 L

Au cours de la dilution la quantité de matière no  d’acide propanoïque prélevée dans la solution mère est égale  à celle contenue dans la solution fille (n = C.V) :

no = n Þ C0´V0 = C´V :

 

On prélève 10 mL d’acide propanoïque de la solution S0, à l’aide d’une pipette jaugée de 10 mL surmonté du pipeteur. On verse la solution dans une fiole jaugée de 1000 mL et on ajoute de l’eau distillée au trois-quarts. On agite puis on complète, avec de l’eau distillée, jusqu’au trait de jauge.

 

b) Vidéo

Formule développée de l’acide propanoïque

c) Réaction acido-basique entre l’acide propanoïque et l’eau :

AH(aq)  +  H2O(l)  =  A–(aq)  +  H3O+(aq)

 

Q2

a) Tableau d’avancement de la réaction .

 

Équation chimique

            AH(aq)     +      H2O(l)             =               A–(aq)     +        H3O+(aq)

État du système

Avancement (mol)

Quantités de matière (en mol)

État initial

0

n0 = 2,0.10-3

Excès

0

0

État final

xéq

n0 – xéq

Excès

xéq

xéq

 

b) Vidéo

Expression de la conductivité :

s = l1.[H3O+(aq)]éq + l2.[A–(aq)]éq

D’après le tableau d’avancement les concentrations à l’équilibre sont :

[A–(aq)]éq = [H3O+(aq)]éq = xeq / V

 

 s = l1.xeq/V + l2.xeq /V  


c) Vidéo

D’après la relation précédente :

 

*Calcul de xeq attention il faut convertir les volumes en m3 :

 

 

  

 

           

c) Constante d’acidité du couple acide base :

 

pKA = –log(KA) = 4,8

 

Q3

a)    Vidéo

Réaction d’estérification  de l'acide avec un alcool.

 

C3H6O2 (aq)   +   C4H10O (aq)  = H2O (l)   + C7H14O2 (aq)

 

 

            b) Nom des produits formés :

 

Eau : H2O

Q4

 

            a) Vidéo

Tableau d’avancement de la réaction d’estérification

Équation chimique

  C3H6O2 (aq)                   +     C4H10O (aq)      =        H2O (l)          +     C7H14O2  (aq)

État du système

Avancement (mol)

Quantités de matière (en mol)

État initial

0

n0 = 0,20 mol

n0 = 0,20 mol

0

0

En cours de transformation

x

n0 – x

n0 – x

x

x

 

Expression du quotient de réaction en fonction de no et x :

Remarque : l’eau n’est pas un solvant, c’est l’un des produits de la réaction : sa concentration intervient dans l’expression de la constante de réaction.

 

            b) Détermination de xeq

        

K.´(n0 – xéq)2 = x2éq        ou K.(n02 –2´n0´xéq + xéq2) = x2éq

(K – 1)´x2éq –2´K´n0´xéq +K´n02 = 0

3 x2éq –1,6.xéq  + 0,16 = 0

Il suffit de résoudre l’équation du second degré en ‘xeq’

D = 1,6² – 4´3´0,16 = 0,64

Solutions :

xéq1 = 0,13 mol 

xéq2 = 0,4 mol

Or  et  xmax = n0 = 0,20 mol

Donc xéq = 0,13 mol.

 

c) Calcul du taux d’avancement final :

 

Le taux d’avancement final est de 65%

d)   Vidéo

L’augmentation de température et le catalyseur augmente la vitesse de réaction mais n’influe pas sur le taux d'avancement final.

Par contre en éliminant un des produits formés on déplace l’équilibre dans le sens de la formation des produits.  xéq augmente. On utilisera Le montage de distillation nécessaire pour éliminer l'eau (2).

 

Le chauffage à reflux permet d’éviter de perdre des réactifs et produits (ils refluent dans le ballon) : le taux d'avancement( et donc le rendement) est amélioré.