Chimie verte et acide acétique

Merci !

Exercices
Classe(s) : Tle S | Thème(s) : Economiser les ressources et respecter l'environnement

Partie A. Étude de la réaction entre le dichromate de potassium et l’éthanol

La réaction « classique » d’obtention d’acide acétique est basée sur l’oxydation de l’éthanol. L’équation de réaction est :

Pour réaliser cette transformation chimique les réactifs mélangés sont l’éthanol , le dichromate de potassium K2Cr2O7 et de l’acide sulfurique H2SO4. Les produits obtenus sont alors l’acide acétique , le sulfate double de chrome et potassium KCr(SO4)2 et de l’eau H2O.

Pour étudier la réaction en tenant compte de toutes les espèces chimiques impliquées, il faut donc utiliser l’équation :

1. Dans cette réaction, l’éthanol est oxydé.

a. Retrouver les couples redox intervenant dans la réaction.

b. Écrire les demi-équations correspondantes.

2. La réaction (1´) précédente se fait en mélangeant d’éthanol, de dichromate de potassium et d’acide sulfurique pur.

Données.

Espèces chimiques

K2Cr2O7

H2SO4

KCr(SO4)2

H2O

Masses molaires en

46

294

98

60

283

18

Déterminer la masse m4 de que l’on peut espérer obtenir au maximum. (On pourra s’aider d’un tableau d’avancement.)

3. Sachant que l’on forme en réalité d’acide éthanoïque, calculer le rendement de la réaction.

4. À l’aide de l’équation de réaction (19), identifier le ou les produits désirés lors de cette oxydation, ainsi que les réactifs et les déchets.

5. Calculer la valeur du pourcentage d’utilisation atomique %UA1.

6. Que pouvez-vous déduire du rendement et du pourcentage d’utilisation atomique de cette réaction ?

Partie B. Étude de la réaction entre le dioxygène et l’éthanol en présence
de levures

L’équation de réaction est :

1. Dans cette réaction, l’éthanol est oxydé.

a. Retrouver les couples redox intervenant dans la réaction.

b. Écrire les demi-équations correspondantes.

2. Quel rôle joue l’enzyme ?

3. À l’aide de l’équation de réaction (2), identifier le ou les produits désirés lors de cette oxydation, ainsi que les réactifs et les déchets.

4. En supposant que l’on se trouve dans les proportions stœchiométriques, calculer la valeur du pourcentage d’utilisation atomique % UA2.

Données.

Espèces chimiques

O2

H2O

Enzyme

Masses molaires en

46

32

60

18

milliers

5. Quel est le procédé le plus « vert » entre ces deux réactions de synthèse de l’acide acétique ?