SOS physique-chimie

Bonjour je fais des annales sur labolycée et je ne comprends pas une des réponses.
On me demande de calculer le rendement d'une réaction d'estérification (lors de la synthèse de butanoate d'éthyle) pour 0.20 mol d'acide et 0.20 d'alcool sachant que n(ester)exp est 0.133 mol. Le rendement est donc de 67%. la question suivante est : "On utilise maintenant pour cette sytnhèse 0.50 mol d'acide et 0.20 mol d'alcool. Le rendement va t-il évoluer ? Expliquer." La réponse est oui il va augmenter mais je ne comprends pas pourquoi. Lors de la 2eme synthèse c'est l'alcool qui est réactif limitant donc xf = 0.20 mol = n(ester), non ? Le rendement ne change pas donc...

Merci d'avance !

Bonsoir Alex,

Votre réponse est incohérente, si je puis me permettre.
Si

Alex a écrit :(ester)exp est 0.133 mol.

dans le premier cas
et que

Alex a écrit :xf = 0.20 mol = n(ester)

dans le second cas
le rendement devrait logiquement augmenter, non ? -pour une même quantité de réactif limitant-

SAUF que

Alex a écrit :xf = 0.20 mol = n(ester)

est une assertion fausse.
En effet dans ce type de réaction (limitée) xf n'est pas déterminé par la quantité de matière du réactif limitant (sinon tau serait égal à 1 et la réaction ne serait plus limitée).

Il se trouve que pour ces réactions l'augmentation de la quantité de matière d'un des réactifs entraîne une augmentation du rendement (vous pouvez toujours faire les calculs de tau dans le cas nac= nalc puis nalc = 2fois nac -par exemple-, mais c'est long et cela apporte peu)

Sos(14)

Le rendement est r = n, ester (exp)/n, ester (th)

Dans les deux cas n(exp) = 0.133 mol. Ce qui change entre les deux expériences est les proportions des réactifs. Dans le premier cas n(acide) = n(alcool) = 0.20 mol. Donc n(ester) = 0.20 mol et le rendement est de 67%. Dans le second cas, n(acide) est en excès et n(alcool) = 0.20mol. Comment fais t-on pour calculer n(th) pour le rendement ?

Alex,

Lorsque vous écrivez

Alex a écrit :Donc n(ester) = 0.20 mol et le rendement est de 67%

, vous voulez dire que n (ester) théorique vaut 0,20 mol je présume.

Si n(ester) exp vaut 0,133 mol dans les deux cas alors le rendement est le même (puisque la quantité de réactif limitant, qui fixe la valeur de n(ester) théo, est la même dans les deux cas).

Il y a quelque chose qui m'échappe dans votre compréhension de l'énoncé, car nulle part on ne vous dit que dans le second cas n (ester)exp vaut aussi 0,133 mol (j'ai d'ailleurs un doute sur le dernier 3 de cette valeur, mais c'est un détail de chiffres significatifs).

Sos(14)

Désolé je m'exprime sans doute mal ...
Je vais essayer de m'exprimer un peu plus clairement en sortant du cadre de l'exercice :
- lors d'une réaction d'estérification n(acide) = n(alcool) = 0.20 mol. Peux t on en conclure que n(ester) = 0.20 mol ? Je pense que oui mais je n'en suis pas sur.
- Maintenant l'acide est introduit en excès et n(alcool) = 0.20 mol. Est ce que n(ester) vaut 0.20mol, a t-il augmenté ou diminué ? C'est surtout cette question qui m'interresse parce que je ne vois pas pourquoi le fait que l'un des deux réactifs soit introduit en excès entrainerait un changement dans la quantité de matière de produit.

Alex,

Si

Alex a écrit :lors d'une réaction d'estérification n(acide) = n(alcool) = 0.20 mol. Peux t on en conclure que n(ester)THEO = 0.20 mol

Oui la quantité THEORIQUE de matière d'ester qu'on peut espérer récupérer à la fin de la réaction serait de 0,20 mole. MAIS comme la réaction d'estérification est limitée, on en récupère moins ici 0,13 mol.
D'où une valeur de tau = xf/xmax = n(ester) réel / n(ester) théo qui est inférieure à 1.

Pour le second cas :

Alex a écrit :Maintenant l'acide est introduit en excès et n(alcool) = 0.20 mol. Est ce que n(ester)THEO vaut 0.20mol [...]

Oui la quantité THEORIQUE de matière d'ester qu'on peut espérer récupérer à la fin de la réaction serait toujours de 0,20 mole.
MAIS dans ce cas on en récupère un peu plus que dans le cas précédent !! par exemple 0,17 mol. (attention on doit rester en dessous des 0,20 mol qui, ici constituent la limite).
D'où une valeur de tau qui reste inférieure à 1 mais qui croît par rapport au 1er cas.

Pour comprendre cela il faudrait que vous écriviez l'expression de la constante d'équilibre (qui est constante à T donnée), et que vous interrogiez sur l'effet de l'augmentation de la concentration d'acide à l'équilibre (on peut supposer que si on en introduit plus que la première fois, il y de fortes chances qu'il en reste plus arrivé à l'équilibre ...)

Sos(14)

Merci beaucoup, je n'ai pas encore fait le cours sur tau = xf/xmax en tronc commun mais ça va ! Merci en tout cas j'ai les réponses à mes questions !