Voici le corrigé détaillé du contrôle sur la synthèse organique et le calcul du rendement. Chaque question indique son barème ; les résultats sont en gras. Reprends en particulier la détermination du réactif limitant, point clé du calcul de rendement.
Ce corrigé est à télécharger en PDF et à imprimer gratuitement : le bouton se trouve en bas de la page, sans inscription.
La correction détaillée avec le barème : corrigé rendement
Correction de l’exercice 1 : Synthèse de l’éthanoate d’isoamyle (7 points)1. C5H12O + C2H4O2 → C7H14O2 + H2O (1 pt).
2. m(alcool) = ρ × V = 0,81 × 20,0 = 16,2 g ; n = 16,2 ÷ 88,0 = 0,184 mol. m(acide) = 1,05 × 30,0 = 31,5 g ; n = 31,5 ÷ 60,0 = 0,525 mol (2 pts).
3. Les coefficients sont tous égaux à 1 : alcool limitant donne x = 0,184 mol, acide limitant donne x = 0,525 mol. xmax = 0,184 mol, le réactif limitant est l’alcool isoamylique (1 pt).
4. nester,max = xmax = 0,184 mol ; mmax = 0,184 × 130,0 = 23,9 g (1,5 pt).
5. η = mexp ÷ mmax = 17,3 ÷ 23,9 = 0,724, soit η ≈ 72 % (1,5 pt).
1. A : réfrigérant à eau (vertical) ; B : ballon (à fond rond) ; C : chauffe-ballon (1 pt).
2. Le chauffage accélère la réaction, et le réfrigérant condense les vapeurs qui retombent dans le ballon : on chauffe sans perdre de matière, ce qui évite l’évaporation des réactifs et du produit (1 pt).
3. L’eau entre par le bas (E) et sort par le haut (D) : ainsi le réfrigérant est entièrement rempli d’eau, et le refroidissement à contre-courant est plus efficace (1 pt).
4. L’acide sulfurique est un catalyseur : il accélère la réaction sans modifier l’état final. La pierre ponce régularise l’ébullition en évitant les surchauffes et les projections (1 pt).
1. Rf = distance parcourue par l’espèce depuis la ligne de dépôt ÷ distance parcourue par le front du solvant (sans unité) (1 pt).
2. Rf(A) = 2,4 ÷ 8,0 = 0,30 ; Rf(E) = 5,6 ÷ 8,0 = 0,70 (2 pts).
3. Le produit brut B présente deux taches : l’une au niveau de E (Rf = 0,70) et l’autre au niveau de A (Rf = 0,30). B contient donc l’ester formé et de l’alcool restant (1 pt).
4. La distillation fractionnée, fondée sur la différence de températures d’ébullition entre l’ester et les autres espèces (une extraction par lavage à l’eau, fondée sur la différence de solubilité, est aussi acceptée) (1 pt).
1. Le rendement compare la quantité réellement obtenue à la quantité maximale permise par la stœchiométrie : on ne peut pas former plus de produit que n’en autorise le réactif limitant, donc η ≤ 100 %. Causes possibles : produit encore humide ou contenant des impuretés (eau, solvant, réactif) pesées avec lui, ou erreur de pesée ou de mesure de volume (2 pts).
2. Masse théorique nécessaire : mmax = 10,0 ÷ 0,72 = 13,9 g ; n = 13,9 ÷ 130,0 = 0,107 mol d’ester, donc 0,107 mol d’alcool ; m(alcool) = 0,107 × 88,0 = 9,40 g ; V = 9,40 ÷ 0,81 = 11,6 mL (2 pts).
Barème et conseils
| Exercice | Thème | Points |
|---|---|---|
| 1 | Réactif limitant et rendement | 7 |
| 2 | Montage à reflux | 4 |
| 3 | Chromatographie | 5 |
| 4 | Rendement et préparation | 4 |
| Total | 20 |
Pour progresser, convertis toujours les volumes en masses puis en quantités de matière avant de comparer les réactifs, et rappelle-toi que le rendement est le rapport de la quantité réellement obtenue à la quantité maximale. Retiens aussi le vocabulaire du montage à reflux et la méthode de calcul de Rf.