SOS physique-chimie

Bonjour, dans le cadre des olympiades de chimie, j'ai du travaillé les pages 5,6 et 7 du sujet "coup de cœur" de l'année dernière ci-joint, autrement dit la partie 2.1 Synthèse d'un biodiésel
Les concours de sélection approchant à grands pas, je souhaiterais vous transmettre mes réponses aux questions qui m'ont été assignées, et vous prierais si possible de me corriger ou m'apporter des conseils.
Merci d'avance.

2.1.1.1 Un chauffage à reflux permet d'accélérer une réaction chimique, par facteur cinétique, sans gaspillage : les vapeurs du mélange chauffé retombent dans le ballon par liquéfaction grâce à un réfrigérant à air.

2.1.1.3 Le solvant le plus adéquat est le cyclohexane : il est très soluble dans l'huile de colza que l'on veut obtenir, non miscible avec l'eau et paraît moins dangereux pour l'homme que le tétrachlorométhane.

2.1.1.4 La filtration sur Büchner permet de séparer dans un mélange l'espèce solide (ici les graines de colza) du reste du mélange liquide. Cette méthode est très efficace car sous pression réduite.

2.1.1.5 On observe deux phases dans l'ampoule à décanter car celles-ci n'ont pas la même densité : en effet, l'eau à une densité de 1 alors que le mélange cyclohexane + huile de colza a une densité inférieure à 1 (d(cyclohexane) = 0.78
et d(huile de colza) = 0.91). Donc on observera la phase aqueuse en bas et la phase organique en haut.

2.1.2.1 Les huiles végétales appartiennent à la famille des esters.

2.1.2.2 glycérol = propan-1,2,3-triol => CH2-CH2-CH2
| | |
CH3 CH3 CH3

2.1.2.3 On cherche m(biodiésel) : avec l' équation (supposée totale), on a 1 mole de trioléate de glycéryle (huile de colza) qui réagit avec 3 moles d'ester méthylique (biodiésel)

-> n(huile de colza) = 3n(biodiésel) -> n(biodiésel) = 3n(huile de colza)
-> = 3 x m(huile de colza)/M(trioléate de glycéryle)
-> = 3 x 1000 x 10^3/884,0
-> ~ 3394 mol
-> m(biodiésel) = n(biodiésel) x M(esther méthylique)
-> = 3394 x 296
~ 1 004 525 g, soit environ 1 005 kg et environ 1.005t

2.1.2.4 On cherche r = m(expérimentale)/m(théorique) pour le biodiésel (ester méthylique)
On a m(théorique) biodiésel = 1 004 252 g
On cherche m(expérimentale) :
V(expérimental) = 750 L
-> on sait que p(ester méthylique) = 8.80 x 10^2 g/L
-> m(expérimentale) = (8.80 x 10^2) x 750
= 660 000 g

Ainsi, r = 660 000/1 004 252
~ 0.657206
~ 0.66, soit un rendement d'environ 66%

Cordialement

Bonjour,

2.1.1.1. TB. Commencer par dire qu'il sert à chauffer un mélange sans perte de matière. Effectivement, dans votre cas, il permet d'accélérer l'extraction de l'huile des graines (on dit que la température est un facteur cinétique).

2.1.1.2. Vous allez trouver le schéma du montage dans votre livre de terminale (regardez aussi celui de la distillation fractionnéé)
2.1.1.3. Bien mais c'est plutôt l'huile de Colza qui est soluble dans le cyclohexane. Ce solvant n'est pas trop nocif et est non miscible avec l'eau.
2.1.1.4 Bien ici cette filtration permet de se récupérer le solide (dans votre cas, les graines forment un déchet et c'est la phase organique liquide qui vous intéresse qui contient le biocarburant)
2.1.1.5 T.Bien (il faut regarder la densité du solvant d'extraction qui est inférieure à 1 dans votre cas)

Suite bientôt.

Merci infiniment pour ces quelques éléments de réponse; voici les annexes du sujet coup de cœur en question que j'ai oublié de vous fournir, notamment l'annexe 4.

2.1.2.1. Oui ce sont des triesters (molécules appelées triglicérydes qui appartiennent à la famille biologique des lipides)
2.1.2.2 Trois groupes -OH (un sur chaque carbone de la chaîne à 3 carbones) : votre formule est mal "sortie".
2.1.2.3 et 2.1.2.4. Très bien raisonné mais attention à ce que vous écrivez :

Pour 1 mol de triglycéride (triolate de glycéryle), il se forme 3 moles d'ester méthylique (biodiesel) (qui ne réagit pas mais qui se forme).
Je n'ai pas pris le temps de calculer les masses molaires (je suppose qu'on vous les donne !), si elles sont justes, votre raisonnement et vos calculs sont très bien menés. T.B pour le calcul du rendement.

A bientôt sur le forum. Cordialement.

Merci de me le signaler, en effet j'ai fait une grosse erreur d'étourderie sur le glycérol (propan-1,2,3-triol) en écrivant une "sorte" de 1,2,3-triméthylpropane.
Un grand merci pour tous vos conseils, surtout au niveau de la syntaxe de mes réponses.
En espérant être sélectionné pour les olympiades.
Cordialement

Merci de me le signaler, en effet j'ai fait une grosse erreur d'étourderie sur le glycérol (propan-1,2,3-triol) en écrivant une "sorte" de 1,2,3-triméthylpropane.
Un grand merci pour tous vos conseils, surtout au niveau de la syntaxe de mes réponses.
En espérant être sélectionné pour les olympiades.
Cordialement

Bon courage et bonne chance. Cordialement. Sujet clos par les modérateurs.