Au laboratoire, on se propose d’étudier la cinétique de la réaction de saponification du benzoate de
1-méthyl éthyle de formule semi-développée C6H5–CO2–CH(CH3)2 par l’hydroxyde de sodium. Pour cela, à une date prise comme origine des temps t = 0, on mélange 100 mL d’une solution de benzoate de 1-méthyl éthyle de concentration égale à 0,1 mol.L-1 et 100 mL d’une solution d’hydroxyde de sodium de concentration égale à 0,1 mol L-1. Le mélange est maintenu à 50°C, sous agitation permanente. On prélève à différentes dates t, un volume v = 10 mL de ce mélange. Chaque prélèvement est aussitôt versé dans un erlenmeyer contenant de l’eau glacée et on dose la quantité d’hydroxyde de sodium restante à l’aide d’une solution aqueuse d’acide chlorhydrique de concentration Ca = 2.10-2 mol.L-1, l’indicateur coloré étant le bleu de bromothymol.
2.1 Montrer que la concentration initiale [HO-]0 des ions HO- dans le mélange est de 5.10-2 mol. L-1(0,25 pt)
2.2. Ecrire l’équation-bilan de la réaction chimique support du dosage. Préciser la couleur de la solution obtenue à l’équivalence. (0,50 pt)
2.3. Ecrire l’équation-bilan de la réaction entre le benzoate de 1- méthyl éthyle et l’hydroxyde de sodium, et préciser ses caractéristiques. (0,50 pt)
2.4 Les résultats du dosage sont regroupés dans le tableau suivant, Va étant le volume d’acide versé à l’équivalence du dosage d’un prélèvement et C la concentration de l’alcool formé.
|
t (min) |
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
40 |
|
Va (mL) |
|
22,0 |
19,8 |
18,0 |
16,5 |
15,0 |
13,8 |
12,8 |
12,0 |
11,5 |
11,0 |
|
C (10-3mol/L) |
0 |
|
|
|
|
|
|
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|
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|
2.4.1 Montrer que la concentration de l’alcool dans le prélèvement est donnée par l’expression :
. (0,50pt)
2.4.2 Recopier puis compléter le tableau. Tracer le graphe C = f(t) avec les échelles suivantes :
1 cm pour 4 min ; 2 cm pour 4.10-3 mol. L-1. (01 pt)
2.4.3 Définir la vitesse volumique instantanée de formation de l’alcool et déterminer sa valeur à
t1 = 4 min et à t2 = 32 min. Justifier l’évolution constatée pour cette vitesse. (0,75 pt)
2.4.4 On reprend la même étude à 30°C, les valeurs du volume Va mesurées pour les mêmes dates sont-elles plus grandes ou plus petites qu’à 50°C ? Justifier la réponse. (0,50 pt)
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