Synthèse de l'indigo

[Alban SSVT]

Bonjour, dans un exercice sur la synthèse de l'indigo, on dispose de réactifs : 0,5 g de 2-nitrobenzaldéhyde \(C_7H_5NO_3\), 5 mL d'acétone \(C_3H_6O\), 4 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium concentrée \(Na^{+} + HO^{-}\) et le produit est de l'indigo \(C_16H_10N_2O_2\).
On me demande d'écrire l'équation de la réaction sachant que les ions sodium \(Na^{+}\) sont spectateurs et qu'il se forme également des ions éthanoate \(CH_3CO_2^{-}\) et de l'eau.
Ce que j'ai fait : \(2 C_7H_5NO_3 + 2 C_3H_6O + 2 HO^{-} \rightarrow C_16H_10N_2O_2 + 2 CH_3CO_2^{-} + 4 H_2O\).
On me demande ensuite de calculer \(n_0(C_7H_5NO_3)\).
Ce que j'ai fait : \(n_0(C_7H_5NO_3) en g.mol^{-1}\) = 7M(C) + 5M(H) + M(N) + 3M(O)
= 7.12,0 + 5.1,0 + 14,0 + 3.16,0
= \(1,5.10^{2} g.mol^{-1}\)
Mais, je ne vois pas comment calculer \(n_final(C_16H_10N_2O_2)\).
Pourriez-vous m'aider s'il vous plaît ?
Merci d'avance

[SoS(38)]

Bonsoir Alban,

Vous avez calculé une masse molaire M en g/mol, pas une quantité de matière n en mol.
Pour 2-nitrobenzaldéhyde C7H5NO3, vous avez une masse m = 0,5 g. Vous pouvez alors en déduire à partir de m et M, la valeur de n.

[Alban SSVT]

D'accord, merci beaucoup, mais je ne vois pas comment calculer \(n_final(C_16H_10N_2O_2)\).

[SoS(10)]

Bonjour Alban,

vous avez dû avec les conseils précédemment donnés calculer la quantité de matière initiale de 2-nitrobenzaldéhyde, il faut également calculer la quantité de matière initiale d'acétone puis déterminer le réactif limitant pour pouvoir calculer la quantité finale d'indigo.

[Alban SSVT]

Oui, j'ai calculé la quantité de matière de 2-nitrobenzaldéhyde, mais dois-je en plus de l'acétone, calculer la quantité de matière de l'hydroxyde de sodium ?

[SoS(10)]

Alban,

l'ajout d'hydroxyde de sodium permet de réaliser la synthèse en milieu basique mais ce n'est pas cela qui va conditionner le réactif limitant de la synthèse.
Il faut comparer les quantités initiales d'acétone et de 2-nitrobenzaldéhyde.

[Alban SSVT]

D'accord, merci, pour l'acétone je dois utiliser la formule suivante : \(n = \frac{\rho.V}{M}\) où \(\rho = \frac{m}{V}\) ?

[SoS(10)]

Bonjour Alban,

en effet, l'énoncé vous donne le volume d'acétone utilisé, vous chercher la quantité de matière correspondante, il faut donc faire intervenir la masse volumique et la masse molaire de l'acétone.

[Alban SSVT]

Dans le calcul de la masse volumique de l'acétone, il faut bien que j'utilise la masse du 2-nitrobenzaldéhyde ?

[SoS(4)]

Bonjour Alban,
L'acétone et le 2-nitrobenzaldhyde sont deux réactifs bien distincts ayant des masses volumiques différentes.
Ayant la formule de l'acétone, vous pouvez calculer sa masse molaire.
Vous devez avoir dans votre énoncé (pas celui posté) sa masse volumique ou sa densité.

[Alban SSVT]

Mais le problème c'est que je n'ai pas justement la masse volumique ni même la densité de l'acétone.

[SoS(4)]

Votre exercice est-il extrait d'un manuel scolaire (lequel ,) ou est-ce un exercice d'un sujet distribué par votre professeur ?

[Alban SSVT]

C'est une expérience du manuel Hachette Education et notre professeur nous a donné des questions complémentaires. Cette expérience nous l'avons faite en TP, mais je pense qu'il devait y avoir des informations sur l'acétone que je n'ai pas eu le temps de relever. Je peux peut-être les trouver sur une bouteille d'acétone ?

[SoS(4)]

La masse volumique de l'acétone vaut 0,790 g/mL. Faites-en bon usage.

[Alban SSVT]

D'accord, merci beaucoup. Mon professeur me demandait de calculer \(n_0(C_7H_5NO_3)\) puis \(n_final(C_16H_10N_2O_2)\), ce que j'ai fait, mais on me demande ensuite de calculer la masse correspondante, mais je ne comprends pas ce qu'il faut calculer.
Pourriez-vous m'aider s'il vous plaît ?
Merci d'avance.