Le but
de cet exercice
est d'étudier la
cinétique de l'hydrolyse
basique d'un ester
E par suivi conductimétrique. À cette fin,
on mélange rapidement
dans un bêcher
une quantité n1 = 1,0 x 10-2 mol
d'hydroxyde de sodium et une quantité n2 d'ester E en excès à 25°C. On
note VT le volume total du mélange.
DONNÉES
: Conductivités molaires ioniques de quelques ions à 25°C :
Ion |
Na+aq |
HO-aq |
CH3CO2-aq |
Conductivité
molaire ionique li en
S.m2.mol-1 |
5,01
x 10-2 |
1,99 x10-2 |
4,09
x 10-3 |
la formule
semi-développée de l'ester
E considéré est donnée ci-contre.
La
réaction associée à la transformation chimique suivie est :
C4H8O2(aq) + HO-(aq)
= CH3CO2-(aq) + C2H5OH(aq)
a)
Sachant que la réaction d'hydrolyse produit un
alcool, donner le nom des 2 produits obtenus.
La conductance de
la solution est
mesurée au cours
du temps. Les
résultats sont rassemblés
dans le tableau ci-dessous :
t(s) |
0 |
30 |
60 |
90 |
120 |
150 |
G(mS) |
46,2 |
18,6 |
12,4 |
12,3 |
11,5 |
10,8 |
Au bout d'un temps très long G =
10,7 mS
b)
Pourquoi la conductance mesurée diminue-t-elle au cours de la transformation
chimique ?
Étude
de la conductance G du mélange réactionnel. On appelle constante de cellule k
le rapport de la conductance G et de la conductivité de la solution s. On peut donc écrire la relation : G = k s.
a) Donner l'expression de la conductance
initiale G0 en fonction de k, n1, VT et
des conductivités molaires ioniques.
b)
Trouver sa valeur dans le tableau.
c) On note
x l'avancement de la réaction à la date t. Donner l'expression de la
conductance G à la date t en fonction de x.
a)
On rappelle que
l'hydrolyse basique d'un
ester peut être
considérée comme une
transformation chimique totale.
En déduire
l'expression de la conductance Gf au bout d'un temps très long.
b)
Donner la valeur de Gf.
c) En
utilisant les expressions de G0, G et Gf,
établies plus haut, montrer que :
a)
Calculer les valeurs de x aux dates indiquées dans le tableau.
b)Tracer
la courbe représentant les variations de l'avancement x en fonction du temps.