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dimanche 19 novembre 2017
icar Vesion anglaise

THEME: Approche microscopique en chimie
  -  _ (Anciens programmes)  -  Chimie

Exercice 1: Equilibre d'esterification 1

 

1.         Ecrire l’équation de l’estérification de l’acide propanoïque C2H5COOH en présence de méthanol CH3OH.
2.         La constante associée à cette équation est K = 4. Au bout de 2 h le système chimique est tel que les concentrations sont :
[acide] = 0,25 mol.L-1
[alcool] = 0,25 mol.L-1
[ester] = 0,050 mol.L-1
[eau] = 0,050 mol.L-1
Le système chimique est-il à l’équilibre ? Justifier la réponse. S’il n’est pas à l’équilibre, dans quel sens évolue-t-il ?
3.         On considère trois états particuliers lors de l’évolution de ce système chimique :
          l’état initial noté : [acide]i ; [alcool]i ; [ester]i ; [eau]i
          un état intermédiaire : [acide] ; [alcool] ; [ester] ; [eau]
          l’état final : [acide]f ; [alcool]f ; [ester]f ; [eau]f
Répondre par vrai ou faux, en justifiant la réponse :
- A l’équilibre, deux réactions se déroulent dans le système chimique : l’une d’hydrolyse et l’autre d’estérification.
- Lors d’un état intermédiaire quelconque, deux réactions se déroulent dans le système chimique : l’une d’hydrolyse et l’autre d’estérification.
- A l’état initial, deux réactions se déroulent dans le système chimique : l’une d’hydrolyse et l’autre d’estérification.


Corrigé: Equilibre d'esterification 1

1. Les indices ne sont pas précisés car il n’y a pas assez de renseignements ici sur l’état physique des espèces chimiques : C2H5CO2H  +  CH3OH  =  C2H5CO2CH3  +  H2O
       
acide propanoïque + méthanol  =  propanoate d’éthyle  +  eau
2. Le seul moyen de savoir si un système est à l’équilibre est de calculer le quotient de réaction Qr à la date t et de le comparer à la constante d’équilibre K. Ainsi, on a :
Qr(2h) = [C2H5CO2CH3][H2O]/([C2H5CO2H][CH3OH])
AN : Qr(2h) = 0,050.0,050/(0,25.0,25) = 4,0.10–2 (2chiffres significatifs)
Puisque Qr(2h) est différent de K le système n’est pas à l’équilibre, et puisque Qr(2h) est inférieur à K, le système évolue dans le sens direct.
3.a.VRAI : à l’équilibre, les deux réactions se déroulent. Des molécules d’acide rencontrent, avec des chocs efficaces, des molécules d’alcool et simultanément des molécules d’eau rencontrent, avec des chocs efficaces, des molécules d’ester. L’équilibre est l’état particulier du système dans lequel la vitesse de la réaction d’estérification est égale à celle de la réaction d’hydrolyse. Macroscopiquement le système semble ne plus évoluer, mais microscopiquement, les deux réactions se déroulent (on dit qu’elles se compensent).
b.VRAI : lors d’un état intermédiaire quelconque, ces deux réactions se déroulent également. En effet dès qu’il y a des molécules des quatre types, on a les deux réactions. La différence avec l’état d’équilibre vient du fait qu’une des deux réactions est plus rapide, car les concentrations des réactifs y intervenant sont plus importantes que dans l’autre réaction. Macroscopiquement, le système évolue vers l’état d’équilibre.
c. FAUX : à l’état initial, il ne peut y avoir les deux réactions que si les quatre types d’entités sont présents.