2009 : Etude cinétique de la réaction d’hydrolyse de l’éthanoate d’éthyle

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Catégorie : Exercices du BAC

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On donne les masses molaires:

; ;

 

Les esters sont très abondants dans la nature. Les plus simples, dans les conditions ordinaires de température et de pression, sont liquides et le plus souvent odorants. Ils constituent ce qu’on appelle couramment les esters de fruit.

L’éthanoate d’éthyle, par exemple, existe dans la banane.

Sa formule semi-développée s’écrit :  



Au cours d’une séance de travaux pratiques, les élèves réalisent l’étude cinétique de la réaction d’hydrolyse de l’éthanoate d’éthyle.

Pour cela, le préparateur dissout n = 0,25 mol d’éthanoate d’éthyle dans de l’eau de façon à obtenir 500 mL de solution notée .

Chaque groupe d’élèves prélève 100 mL de la  solution qu’il répartit dans 10 tubes (de 10 mL chacun) maintenus à température constante dans une enceinte thermostatée, à la date t = 0.

A chaque date t, on prélève un tube que l’on met dans la glace puis on dose l’acide formé dans le tube à l’aide d’une solution d’hydroxyde de sodium de concentration , en présence d’un indicateur coloré. Pour obtenir le virage de cet indicateur coloré, il faut verser un volume de solution d’hydroxyde de sodium.

Pour la durée impartie à la séance de TP, un groupe d’élèves a pu obtenir les résultats suivants :

t(min)	0	10	20	30	40	50	60	90	120
en mL	0	2,1	3,7	5,0	6,1	6,9	7,5	8,6	9,4
	5

Dans ce tableau, représente la quantité de matière d’ester restant dans un tube à la date t.

1.1. Écrire, à l’aide de formules semi-développées, l’équation-bilan de la réaction entre l’éthanoate d’éthyle et l’eau. Nommer les produits de la réaction. Préciser les caractéristiques de celle-ci. (0,75 pt)

1.2.  Pourquoi place-t-on le tube dans la glace avant chaque dosage ? (0,25 pt)

1.3. Le groupe d’élèves a reporté dans le tableau la valeur pour  la quantité de matière {/tex}n_0{/tex} d’ester présent dans chaque tube à la date t = 0. Vérifier, par un calcul simple, que cette valeur correspond bien à celle de . (0,25 pt)

1.4. Exprimer, en fonction de , et , la quantité d’ester restant dans un tube à la date t.

Calculer à chaque date t ; recopier et compléter le tableau.   (01 pt)

1.5. Tracer la courbe représentative avec les échelles suivantes :1 cm pour 10 min en abscisses ; 2,5 cm pour mol en ordonnées . (0,75 pt)

1.6.  Définir la vitesse de disparition de l’ester à la date t. Calculer cette vitesse à la date =50 min.

En utilisant la courbe, expliquer qualitativement comment évolue cette vitesse au cours du temps. (0,75 pt)

1.7. Citer deux méthodes utilisables pour augmenter la vitesse de cette réaction. (0,5 pt)

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