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samedi 23 septembre 2017
icar Vesion anglaise

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

Exercice 2: Equilibre d'estérification 2

 

On considère la réaction d'estérification qui conduit à l'ester de formule semi-développée CH3CO2C3H7.
1.         De quel acide carboxylique et de quel alcool faut-il partir ? Ecrire l'équation de la réaction.
2.         Les conditions initiales sont :
[acide]i = [alcool]i = 6 mol.L-1
[ester]i = [eau]i = 0 mol.L-1
Les concentrations à l'état final sont :
[acide]f = [alcool]f = 4 mol.L-1
[ester]f = [eau]f = 2 mol.L-1
Déterminer la constante d'équilibre.
3.         Pour les nouvelles concentrations initiales :
[acide]i = 6 mol.L-1 ; [alcool]i = 8 mol.L-1
[ester]i = [eau]i = 0 mol.L-1
peut-on dire :
-          que l'expression de la constante d'équilibre est la même que précédemment ou pas ?
-          que la valeur de la constante d'équilibre est la même que précédemment ou pas ?
-          que les concentrations à l'équilibre sont les mêmes que précédemment ou pas ?
Justifier à chaque fois la réponse.
4.         On considère l'état d'équilibre obtenu à la question 2. On ajoute 2 mol d'alcool.
a.         Le système est-il toujours à l'équilibre ? Justifier la réponse.
b.         S'il n'est pas à l'équilibre, comment va-t-il évoluer ?


Corrigé: Equilibre d'estérification 2

1. Il faut partir de l’acide éthanoïque de formule CH3CO2H et de propan-1-ol C2H5CH2OH (« 1 » ol; car le groupe caractéristique OH est sur le premier atome de carbone).
L’équation associée à la réaction est CH3CO2H  + C2H5CH2OH  =  CH3CO2C3H7  +  H2O
2. La constante d’équilibre correspond à l’état final du système.
Ainsi K = Qr,f = [ester]f.[eau]f/( [acide]f.[alcool]f) 
AN :  K = Qr,f = 2.2/4.4 = 0,3 (un seul chiffre significatif)
3.- La constante d’équilibre est associée à l’équation associée à la réaction. Ainsi, elle ne dépend que des réactifs mis en jeu (et de la température) et elle est indépendante des proportions initiales. L’expression de K est la même.
- Comme K ne dépend que de la nature des réactifs et de la température, K est indépendante des concentrations initiales. Donc la valeur est la même.
- Les concentrations à l’équilibre ne sont certainement pas identiques mais leur rapport le reste.
4.a. Si on ajoute 2 mol d’un réactif, on change le produit des concentrations au numérateur du quotient de réaction, sans changer celui du dénominateur . Ainsi le quotient de réaction n’a plus la même valeur que dans l’état final précédent (équilibre). On a Qr = 0,17 et le système n’est plus à l’équilibre.
b. Pour dire nettement dans quel sens évolue le système, il faut comparer Qr à K. Puisque Qr est inférieur à K, le système évolue dans le sens direct.
Pour ces deux questions, un raisonnement qualitatif sur la consommation du réactif en excès, pour que le système revienne à l’équilibre est tout à fait intéressant d’un point de vue du chimiste. Mais ce raisonnement qualitatif est insuffisant d’un point de vue du programme qui cherche à utiliser des critères nets et sans équivoques, comme la comparaison Qr/K.