Unit 1 - | Corpus Sujets - 1 Sujet

Cinétique et catalyse

Oral

Corrigé

pchT_1200_00_47C

Sujet d'oral n^o 2

Soit la réaction chimique suivante :

Données :

Espèce chimique

Densité

Masse molaire

(g . mol^–1)

Acide éthanoïque

1,05

Butan-1-ol

0,81

Extrait du protocole expérimental :

Placer un erlenmeyer dans la glace pilée.

Y verser :

5,8 ml d'acide acétique
9,3 ml de butan-1-ol (le butan-1-ol doit être prélevé sous la hotte)
une goutte d'acide sulfurique concentré.

Boucher et agiter le contenu de l'erlenmeyer à l'aide de l'agitateur magnétique.

Placer l'erlenmeyer dans un bain-marie à 60 &deg C.

1 Nommer les réactifs et les produits de cette réaction.

2 Calculer les quantités de matière introduites dans les conditions initiales.

3 On effectue un suivi temporel de cette transformation. On obtient la courbe suivante :

Définir et déterminer le temps de demi-réaction.

4 L'acide sulfurique ajouté est un catalyseur. Définir ce terme.

5 Parmi la verrerie suivante, retrouver l'erlenmeyer. Nommer les autres récipients.

6 Comment montrer que la température est un facteur cinétique ? Proposer une modification du protocole.

Présentation

1 : acide éthanoïque

: butan-1-ol

: éthanoate de butyle

H₂O : eau.

2 Acide éthanoïque : d = 1,05 donc ρ = 1,05 g/mL.

V = 5,8 mL donc m = ρ . V = 5,8 × 1,05 = 6,1 g.

n =

$\frac{m}{M}$

= 6,1/60 = 0,10 mol.

Butan-1-ol : d′ = 0,81 donc ρ = 0,81 g/mL.

V = 9,3 mL donc m = ρ . V = 9,3 × 0,81 = 7,5 g.

n =

$\frac{m}{M}$

= 7,5/74 = 0,10 mol.

3 Temps de demi-réaction : durée nécessaire pour que l'avancement atteigne la moitié de la valeur finale. Par lecture graphique, on trouve t_1/2 = 2 min.

4 Un catalyseur est une espèce chimique qui permet d'augmenter la vitesse d'une réaction chimique sans figurer dans l'équation de celle-ci.

6 Pour montrer que la température est un facteur cinétique, c'est-à-dire pour montrer que si elle augmente, la réaction devient plus rapide, il faut refaire l'expérience dans un bain-marie soit plus chaud (pour une réaction plus rapide) soit plus froid (pour une réaction plus lente).

Entretien

Les questions de l'exercice peuvent être prolongées par ces questions complémentaires.

> Pourquoi fait-on le mélange réactionnel dans un erlenmeyer placé dans la glace ?

Pour éviter que la réaction ne commence dès la mise en contact des réactifs.

> Connaissez-vous le nom de cette transformation chimique ?

L'estérification.

> Le fait d'augmenter la température va-t-il avoir une influence sur l'avancement final ?

Non, les facteurs cinétiques n'ont pas d'impact sur l'état final de la réaction.

> Pouvez-vous me citer d'autres types de catalyse ?

Il existe aussi la catalyse hétérogène et la catalyse enzymatique.

Cinétique et catalyse

Présentation

Entretien

Pour lire la suite