Estérification en mélange équimolaire : rendement et constante d'équilibre

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Dans un ballon, on introduit d'acide éthanoïque et d'éthanol , ainsi que quelques gouttes d'acide sulfurique concentré. Le mélange est chauffé à reflux jusqu'à ce que la composition n'évolue plus. Un dosage de l'acide restant montre qu'à l'état d'équilibre il s'est formé d'ester. Données : ; ; .
Montage à reflux — estérification d'une mole d'acide par une mole d'alcoolSchéma d'un montage de chauffage à reflux. Un ballon à fond rond, contenant le mélange réactionnel figuré en bleu clair, est surmonté d'un réfrigérant à eau vertical dont les deux arrivées d'eau sont indiquées. Sous le ballon, un dispositif de chauffage figuré en rouge accélère la réaction. Le réfrigérant condense les vapeurs et les renvoie dans le ballon : c'est ce qui permet de chauffer longtemps sans rien perdre du mélange.Estérification d'une mole d'acide par une mole d'alcoolLe ballon reçoit les deux réactifs et quelques gouttes de catalyseureaueauacide éthanoïque + éthanolchauffageDonnéesn₁ = n₂ = 1,0 molquelques gouttes d'acide sulfuriquechauffage à refluxcomposition à l'équilibre : à calculerL'acide sulfurique n'apparaît pas dans le bilan de la réaction.
Un catalyseur ne déplace jamais l'équilibre : il ne fait qu'y mener plus vite.
1) Écrire l'équation de la réaction d'estérification et donner le nom de l'ester formé. Rappeler les trois caractéristiques de cette réaction. 2) Dresser le tableau d'avancement de la transformation et donner la composition du système à l'état d'équilibre. 3) Calculer le rendement de cette estérification, ainsi que la masse d'ester obtenue. 4) Calculer la constante d'équilibre associée à l'équation de la réaction. 5) Quel est le rôle exact de l'acide sulfurique et du chauffage ? Proposer une méthode permettant, elle, d'augmenter réellement le rendement.

Indices

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1 Indice 1
Dresse le tableau d'avancement : les coefficients valant tous $1$, l'avancement final égale la quantité d'ester formée.
2 Indice 2
Le rendement est le rapport de cet avancement au maximal. L'acide sulfurique et le chauffage n'agissent que sur la durée, jamais sur l'état final.

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La méthode — par où commencer

Dresse le tableau d'avancement : les coefficients valant tous , l'avancement final égale la quantité d'ester formée.

Le rendement est le rapport de cet avancement au maximal. L'acide sulfurique et le chauffage n'agissent que sur la durée, jamais sur l'état final.

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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