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La réaction est-elle toujours totale ?
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ACTIVITÉ D'EXPLORATION


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La réaction est-elle toujours totale ?





Une réaction est limitée par le réactif dit limitant. Celui-ci peut-il ne pas être totalement consommé à la fin de la transformation chimique ?

➜ L’avancement final déterminé expérimentalement correspond-il toujours à trouvé dans le tableau d’avancement ?


Par intuition

Une réaction totale s’arrête lorsqu’un réactif est entièrement consommé. Est-ce toujours le cas ?


Doc. 1
La synthèse d’un ester à odeur d’ananas

Ananas
Lors d’une séance de travaux pratiques, un groupe d’élèves a fait la synthèse du butanoate d’éthyle (un ester), composé organique à l’odeur d’ananas. Pour cela, ils ont chauffé à reflux un mélange réactionnel composé au départ de 20 mL d’acide butanoïque et 20 mL d’éthanol .

En fin de réaction, après les étapes de séparation des différents réactifs et de purification, le produit de cette synthèse est identifié : il s’agit bien du butanoate d’éthyle . La masse récupérée est :
16,3 g.

Défi Python

    Sur la console de programmation en ligne, élaborer un programme permettant de déterminer les quantités de matière à l’état final d’une réaction de type : , à partir des valeurs des coefficients , , et ainsi que des quantités de matière et introduites dans le programme par l’utilisateur. On suppose pour cela que la réaction entre les réactifs est totale.


      

Données

  • 1,0 g·mol-1 ;
  • 12,0 g·mol-1 ;
  • 16,0 g·mol-1 ;
  • 0,96 g·ml-1 ;
  • 0,79 g·ml-1.

Doc. 2
Tableau d'avancement

Tableau d'avancement
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Compétences

RAI/MOD : Modéliser une transformation chimique

RAI/MOD : Utiliser la quantité de matière

Questions

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1. Doc. 2 Proposer des valeurs pour les coefficients , , et afin d’ajuster l’équation de cette réaction.

2. Doc. 1 et 2 Déterminer les quantités initiales d’acide butanoïque et d’éthanol, et compléter la première ligne du tableau (cliquer et compléter les bulles 1, 2, 3 et 4 du tableau ci-dessus).

3. Doc. 2 Remplir alors les cases de la deuxième ligne du tableau (bulles 5, 6, 7 et 8 du tableau ci-dessus) puis la troisième ligne (bulles 9, 10, 11 et 12 du tableau) en supposant que la réaction est totale. Identifier quel est le réactif limitant, s’il existe.

4. Doc. 1 Déterminer la quantité (en mole) de l’ester obtenue par le groupe d’élèves.

5. Doc. 2 En supposant les pertes de matières négligeables lors de la purification, quel est l’avancement réel de cette réaction ? Correspond-il à l’avancement maximal ?

6. En déduire le rendement pour cette réaction.
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Synthèse de l'activité

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Lorsqu’on remplit la dernière ligne d’un tableau d’avancement, on suppose que . Quelle caractéristique de la réaction chimique étudiée est nécessaire pour que cette hypothèse de travail soit valable ?
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