2,5-Diméthylfurane, carburant d’avenir
✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours
✔ VAL : Respecter le nombre de chiffres significatifs
D’après le sujet zéro de première pour le Bac 2021, Éduscol.
À eux seuls, les transports représentent un quart de la consommation d’énergie et un quart des émissions de gaz à effet de serre en France. De nombreuses recherches sont conduites pour produire des carburants de substitution aux carburants conventionnels issus du pétrole.
Ainsi des « agrocarburants » sont produits à partir de matière organique d’origine végétale : c’est le cas du « bioéthanol » qui est de l’éthanol obtenu par transformation de glucides issus de la betterave, du blé ou du maïs. Les glucides sont élaborés par les plantes lors de la photosynthèse à partir du dioxyde de carbone et de l’eau, en utilisant l’énergie des rayonnements solaires.
Ainsi l’équation de la réaction de photosynthèse du fructose
de formule brute
C6H12O6 s’écrit :
6 CO2(g) + 6 H2O(l) ⇄C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
Cet exercice s’intéresse à une espèce chimique prometteuse synthétisée à partir du fructose : le 2,5‑diméthylfurane, noté DMF.
1. Donner la nature de chacune des trois étapes du protocole de synthèse du HMF à l’aide de l’un des éléments de la liste suivante : transformation du ou des réactifs, isolement du produit synthétisé, purification du produit synthétisé.
2. Repérer dans le protocole expérimental les transformations physiques pour lesquelles un apport d’énergie est nécessaire.
3. Déterminer la valeur de la masse molaire moléculaire du HMF.
4. En supposant que le solide obtenu est du HMF pur, déterminer le rendement de la synthèse du HMF à partir du fructose.
- Masses molaires atomiques : M(C)=12,0 g⋅mol-1,
M(O)=116,1 g⋅mol-1, M(H)=1,0 g⋅mol-1 et M(N)=14,0 g⋅mol-1
- Masses molaires moléculaires : M(fructose)=180,2 g⋅mol-1 et M(DMF)=96,1 g⋅mol-1