Révisions chapitre 5

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1 Révisions chapitre 5 Exercice 1 : Combustion En France le carburant éthanol est commercialisé sous la forme E85(mélange éthanol/essence) Lorsque l éthanol (de formule brute ) liquide incolore brûle dans le dioxygène gazeux, il se forme du dioxyde de carbone et de l eau liquide. L équation de réaction non équilibrée s écrit : On fait réagir une masse 25 kg d éthanol et une masse de 25 kg de dioxygène. 1 / Equilibrer l équation chimique / Calculer les quantités de matière initiales d éthanol et de dioxygène. 3 / éterminer le réactif limitant et la valeur de. 4 / éterminer la masse des produits formés. 5 / éterminer la masse de dioxygène initiale afin que le mélange initial soit stœchiométrique. 2 / Calcul des quantités de matière initiale Calcul de la masse molaire de l éthanol : Calcul de la masse molaire de dioxygène : On cherche à calculer la quantité de matière connaissant la masse. On utilise la formule suivant : 3 / Tableau d avancement Equation chimique é!"#$% 25.10) *+%,-è$/ 25.10) Etat du système Avancement Quantité de matière (en mol) Etat initial x= Etat x intermédiaire x 3 x #, Si est le réactif limitant alors : + 0 Or onc 3#, 540 Si est le réactif limitant alors : #, 0

2 Or onc 3#, 260 est donc le réactif limitant et 3#, 260 A l état final #, 2 3 3#, 0, / Calcul de la masse du réactif restant On calcule la masse avec la formule suivante : , Calcul de la masse des produits formés Calcul de la masse molaire du dioxyde de carbone : Calcul de la masse molaire de l eau : On calcule la masse avec la formule suivante pour le dioxyde de carbone : , On calcule la masse avec la formule suivante pour l eau : , / Calcul de la masse de dioxygène à mettre afin que le mélange soit stœchiométrique. ans ces conditions 3#, 540 afin que l éthanol soit limitant onc : #, 0 => + 3 3#, 1,6.10 ) On calcule la masse avec la formule suivante : 1,6.10 ) 32 5, Masses molaires atomiques : 12,0. 16,0. 1,0. Exercice 2 : Paracétamol et rendement Le paracétamol (formule brute ) est un médicament qui se rapproche de l aspirine par ses propriétés analgésiques et antipyrétiques. Contrairement à l aspirine, il est dépourvu d action antiinflammatoire et n en présente pas les contre-indications.

3 On l obtient par réaction entre le para-aminophénol (formule brute : 9) et l anhydride éthanoïque (formule brute 5 ) ) en milieux aqueux. L autre produit de la réaction est l acide éthanoïque liquide (formule brute 5 ). ocument 1 : onnées Masses molaires atomique : 12,0. 16,0. 1,0. La masse volumique constitue la masse d une substance pure par unité de volume. Elle est définie par : ; <=><!#$?/ La masse volumique de l anhydride éthanoïque est de 1,082.A ocument 2 : Protocole de la synthèse du paracétamol ans un ballon, muni d une agitation mécanique, introduire 10,0 de para-aminophénol Introduire ensuite 30 A d eau puis on ajoute lentement 12,0 A l anhydride éthanoïque Chauffer pendant environ 20 minutes Refroidir puis transvaser dans un bécher Refroidir dans un bain de glace : le paracétamol précipite Filtrer sous vide et laver à l eau glacée Essorer et sécher sur papier filtre Placer le produit brut et humide obtenu à l étuve à 80 C : on obtient alors un produit brut sec B de masse C 10,8 ocument 3 : Rendement d une synthèse Le rendement d une synthèse est le rapport entre la quantité de matière de produit effectivement obtenue expérimentalement et la quantité de matière maximale de produit qu on aurait obtenue dans le cas d une transformation totale et d un traitement sans perte de matière. EFGHIHé JK GHIèK LHKFK KMéIKHGKKH EFGHIHé JK GHIèK GIGK Problème : Quel est le rendement de la synthèse du paracétamol?

4 après le document 3 pour calculer le rendement on doit utiliser la formule : EFGHIHé JK GHIèK LHKFK KMéIKHGKKH EFGHIHé JK GHIèK GIGK après le document 2 on connait la masse de paracétamol obtenue expérimentalement : C 10,8 1 / On calcule dans un premier temps la quantité de matière obtenue expérimentalement de paracétamol : On calcule dans un premier temps la masse molaire moléculaire du paracétamol , , / Il faut calculer la quantité de matière maximale de paracétamol que l on aurait pu obtenir, pour cela on va établir le tableau d avancement de la réaction : On écrit d abord l équation de réaction équilibrée. Equation chimique : 9 5 ) Etat du système Avancement Quantité de matière (en mol) Etat initial x=0 NT P O S U,+ 0 0 Etat en cours x 2 2 3#, 3#, On calcule les quantités de matière initiale de para-aminophénol et anhydride éthanoïque. Pour le para-aminophénol : après le document 2 on a : 10,0 de para-aminophénol. On calcule dans un premier temps la masse molaire moléculaire du paracétamol : : 9 : 9 10, ,26.10 Pour l anhydride éthanoïque : après le document 2 on a : 12,0 A l anhydride éthanoïque. On doit d abord calculer la masse d anhydride éthanoïque puis on pourra calculer la masse et enfin la quantité de matière : On calcule la masse à partir de la masse volumique : <=><!#$?/ ;@ <=><!#$?/ 12,01,082 13,0 On calcule dans un premier temps la masse molaire moléculaire de l anhydride éthanoïque :

5 5 ) 102. NT P O S U,+ 5 ) 5 ) 13, ,27.10 On remarque que le réactif limitant est para-aminophénol : 3#, 9,26.10 On obtient donc une quantité de matière maximale de paracétamol de 9,26.10 d après le tableau d avancement On calcule le rendement : EFGHIHé JK GHIèK LHKFK KMéIKHGKKH EFGHIHé JK GHIèK GIGK Le rendement est de 77,8%. 7, , ,26.10