Métropole 2010 EXERCICE I : DES ÉCRITS D’ILLUSTRES SCIENTIFIQUES (6,5 points)
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1. Texte de Marcellin Berthelot
1.1. Étude des quantités de matière des réactifs
1.1.1. (0,25) Quantité initiale d’acide éthanoïque : soit = 1,0 mol
(avec deux chiffres significatifs)
1.1.2. (0,25) Quantité initiale d’éthanol: soit = 1,0 mol
Comme n1 = n2 , les quantités initiales d’acide et d’alcool sont égales : le mélange est équimolaire.
1.2. Étude du milieu réactionnel au bout de six mois
CH3

O
C
O

CH2

CH3
1.2.1. (0,25) Équation d’estérification :
CH3

CH2

OH
CH3

O
C
OH + = + H2O Acide éthanoïque éthanol éthanoate d’éthyle eau
1.2.2. (0,25) Équation de dosage de l’acide restant : CH3COOH(aq) + HO-(aq) = CH3COO-(aq) + H2O(l)
1.2.3. (0,25) À l’équivalence, les réactifs ont été introduits dans les proportions stoechiométriques de l’équation de dosage : nR = n(HO-)versée à l’équivalence nR = CB . VE
(0,25) nR= 1,00 × 12,0×10-3 = 1,20×10-2 mol
Ainsi V = 2,0 mL du mélange réactionnel contient nR = 1,20×10-2 mol d’acide.
1.2.4. (0,25) Le mélange réactionnel a un volume total : Vtot = V1 + V2 = 57 + 58 = 115 mL.
En supposant le volume constant : V = 2,0 mL Û nR = 1,20×10-2 mol Vtot = 115 mL Û nR’ = ?
= 0,69 mol
1.2.5. tableau d’avancement simplifié :
(0,5) avancement acide + alcool = ester + eau
EI x = 0 n1 = 1,0 n2 = 1,0 0 0
En cours x 1,0 - x 1,0 - x x x t = 6mois x6m 1,0 - x6m 1,0 – x6m x6m x6m
Quantité d’acide au bout de six mois nR’ = 0,69 mol nR’ = n1 – x6m, ainsi x6m = n1 – nR’ x6m = 1,0 – 0,69 = 0,31 mol
Quantité d’éthanol au bout de six mois : n(ol) = nR’ = 1,0 – x6m = 0,69 mol
Quantités d’ester et d’eau formés : n(ester) = n(eau) = x6m = 0,31 mol.
1.2.6. (0,25) Ainsi la connaisance des quantités initiales des réactifs et de la quantité d’acide restant à un instant de la transformation, permet de déterminer l’avancement x et donc les quantités