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# System prepended metadata

title: TP C10

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title: TP C10
author:
- Antonin Peronnet
- Leroux Benoit
geometry: margin=2.5cm
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## **1) Protocole**

### a)  Schéma du montage à reflux:

![](https://i.imgur.com/csMFyu4.png){width=300px}


### b) Rôle du montage:
Un montage à reflux permet d'augmenter la température à laquelle on effectue une réaction. La température étant un facteur cinétique, on peut ainsi accélérer la réaction. Il y a plusieurs éléments importants:


- Support élévateur: 
    Permet de retirer le chauffe ballon rapidement sans devoir manipuler la potence.

- réfrigérant:
    Permet de refroidir les espèces chimiques qui se sont vaporisées, pour ne pas perdre des réactifs ou des produits

- pierres ponces:
    Permet de réguler l'ébulition, afin d'éviter les bulles et donc les projections


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### c) Groupes caractéristiques

- Acide éthanoique:
    On a un groupe carboxyle COOH
    
- Alcool benzylique
    un groupe hydroxyle et un groupe benzene (cycle de carbonnes avec des doubles liaisons)
    
- Éthanoate de benzyle
    Groupe ester et benzene

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### d) techniques pour accéler la réaction.

Les techniques expérimentales permettant d'augmenter la vitesse de la réaction sont:
 - d'introduire un catalyseur (espèce chimique qui accélère la réaction et qui est régénéré en fin de transformation)
 - d'augmenter la température de la réaction (facteur cinétique) grâce à un dispositif chauffant

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### e) Quantité de réactifs

$n^i= \dfrac{V \times d \times \rho_{eau}}{M}$ 

| | Groupe Fenêtre | Groupe couloir |
|-|----------------|--------------- |
| alcool | $4.8\cdot10^{-2}$ mol | $4.8\cdot10^{-2}$ mol |
| acide | $4.8\cdot10^{-2}$ mol | $1.9\cdot10^{-1}$ mol |



Les coefficients stoechiométriques de la réaction étant égaux à 1, seul le groupe fenêtre se trouve être versé dans les proportions stoechiométriques. 


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### f) Titrage

On cherche à travers ce titrage à déterminer la concentration en Ethanoate de Benzyle, le produit formé par la réaction de l'acide éthanoïque et de l'alcool benzylique, pour savoir lequel des deux protocol est le meilleur en terme de rendement de réaction.

### g) Équivalence

Lors du titrage, on peut repérer l'équivalence grâce à un indicateur coloré qui correspond à la zone de virage du pH de la réaction du titré par le titrant. Ici, c'est le bleu de thymol qui a le rôle d'indicateur coloré.





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## **2. Exploitation des résultats**

### a) Quantité d'acide

Dans notre titrage, on fait réagir l'acide restant avec de la soude.

On a versé un volume $V^E$ de titrant de concentration $C_b$. 

À l'équivalence, tous les réactifs ont été versés dans les proportions stoechiometriques. Les coefficients de la réaction de titrage étant tous égaux à 1, on a:


$n_{dosé} = V^E \cdot C_b$

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### b) Tableau des résultats

|                                                               | expressions                                                       | groupes "fenêtre" | groupes "couloir" | 
| ------------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------------------- |:-----------------:|:-----------------:|
| quantité initiale d'acide éthanoique (mmol)                   | $n^i_{ac} = V_{ac}\cdot \dfrac{d_{ac}\cdot\rho_{eau}}{M(acide)}$  |        48         |        190         | 
| quantité initiale d'alcool benzylique (mmol)                  | $n^i_{al} = V_{al}\cdot \dfrac{d_{al}\cdot\rho_{eau}}{M(alcool)}$ |        48         |        48        | 
| quantité d'acide dosé (mmol)                                  | $n_{dosé} = V^E \cdot C_b$                                        |     4.23              |           2.55        | 
| Quantité d'acides dans le mélange en fin de réaction (mmol)   | $n_{acides} = \dfrac{n_{dosé}}{V_{dosé}}\cdot V_{tot}$            |           22.8        |          14.8         | 
| Quantité d'acide éthanoique restant en fin de réaction (mmol) | $n_{ac}^f = n_{acides} - n_{catalyse}$                            |           18.8        |          10.8         | 
| Avancement de la réaction à l'état final (mmol)               | $x_f = n^i_{ac} - n^f_{ac}$                                             |              29.2     |          179.2         | 
| Rendement de la réaction                                      | $\eta = \dfrac{x_f}{x_{max}} = \dfrac{x_f}{n^i_{ac}}$        |          60.8%         |           94.3%        | 




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## **3) Analyse des résultats**

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### a) Mélange avec le meilleur rendement

Le mélange initial permettant le mieux d'optimiser le rendement de la réaction de synthèse est celui avec un plus grand volume d'acide éthanoïque (le groupe coté couloir)

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### b) Explication

Cette réaction d'esterification est limitée; elle va donc s'arréter quand elle atteint son état d'équilibre.

$Q_r = \dfrac{[esther]\cdot[eau]}{[acide]\cdot[alcool]}$

En mettant des réactifs en excès initiallement, le $Q_r$ diminue (l'activitée des réactifs étant au dénominateur), et reste inférieur à la constante d'équilibre. La réaction évolue donc toujours spontanément dans le sens direct et permet un meilleur rendement.
Autrement dit, il faudra plus d'ester pour atteindre $K_a$


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### c) Alternative

Un autre moyen d'augmenter le rendement de notre réaction serait de retirer les produits au fur et à mesure de leur production. Ainsi, le $Q_r$ diminuerait (l'activitée des produits étant au numérateur) et permettrait un meilleur rendement. On pourrait procéder par exemple à une distilation (Dean Stark).
