L’indigo, de formule C16H10N2O2, est un colorant bleu violacé connu depuis l’Antiquité. Pendant des siècles, ce colorant d’origine naturelle fut extrait d’une plante vivace des régions chaudes : l’indigotier. Actuellement, on synthétise ce colorant. Le protocole est le suivant :
Dans un erlenmeyer, on introduit 1,00 g de 2-nitrobenzaldéhyde C7H7NO7, 20 mL d’acétone C7H7O liquide pure et 5,0 mL d’une solution de soude de concentration en ions hydroxydes . L’indigo C16H10N7O7 précipite. Après filtration, purification et séchage, on recueille ce colorant.
L’équation de la réaction s’écrit :

1. Déterminer les quantités de matière initiales des réactifs.
2. Établir le tableau d’évolution du système.
3. Quel est le réactif limitant ?
4. Quelle est la quantité de matière d’indigo qui doit se former ? En déduire la masse maximale d’indigo que l’on peut obtenir lors de cette synthèse.
5. En réalité, on obtient une masse . Déterminer le rendement de cette synthèse.
Données.

2-nitrobenzaldéhyde acétone indigo
Masse molaire
151
58
262
Masse volumique 0,79 Corrigé :

1. Il y a trois réactifs, donc trois quantités de matière à déterminer.
Pour le 2-nitrobenzaldéhyde C7H5NO3 : mol.
Pour l’acétone, on a : mL de liquide pur et . Donc , d’où mol.
Pour les ions hydroxyde : mL de solution de soude. mol.
2.

3. Le réactif limitant est celui qui va être consommé totalement en premier, c’est-à-dire qu’il donnera le xmax le plus petit.
Si , alors mol.
Si , alors mol.
Si , alors mol.
Le réactif limitant est donc le 2-nitrobenzaldéhyde : mol.
4. Il va donc se former xmax mol d’indigo, d’après le tableau. Soit mol. La masse maximale que l’on peut obtenir est donc : g.
5. Le rendement r de cette synthèse est donné par :
. Soit un rendement de 92 %.

Azurite
Difficulté:
Durée: 20 min
Exercices corrigésPhysique-Chimie1re SMatières colorées

L’azurite, pierre semi-précieuse de couleur bleue, est également