On fait réagir 6,40 g de méthanol CH₃OH (M = 32,0 g/mol) avec 18,0 g…

Exercice d'entraînement · niveau 2 · chimie (première), chapitre 8 — Chimie organique : structures, synthèses, combustions · Spectres et suivi de transformation

Énoncé

On fait réagir $6, 40$ g de méthanol $CH X_{3} OH$ ( $M = 32, 0 g / mol$ ) avec $18, 0$ g d'acide éthanoïque $CH X_{3} COOH$ ( $M = 60, 0 g / mol$ ). La réaction produit de l'éthanoate de méthyle ( $M = 74, 0 g / mol$ ) et de l'eau, avec une stœchiométrie $1$ : $1$ : $1$ : $1$ . On isole $10, 4$ g d'ester.

Déterminer le réactif limitant.
Calculer le rendement.

Corrigé

1. $n (CH X_{3} OH) = \frac{6 , 40}{32 , 0} = 0, 200$ mol ; $n (CH X_{3} COOH) = \frac{18 , 0}{60 , 0} = 0, 300$ mol. La stœchiométrie étant $1$ : $1$ , le réactif en plus petite quantité de matière est limitant : c'est le méthanol ( $0, 200 < 0, 300$ ). L'acide est en excès de $0, 100$ mol.

2. Quantité maximale d'ester : $n_{m a x} = 0, 200$ mol, soit $m_{m a x} = 0, 200 \times 74, 0 = 14, 8$ g. Quantité obtenue : $n = \frac{10 , 4}{74 , 0} = 0, 141$ mol.

$η = \frac{0 , 141}{0 , 200} = 0, 703 \approx 70, 3 % (ou, en masses : \frac{10 , 4}{14 , 8} = 0, 703) .$

Contrôle : le rendement se calcule indifféremment en moles ou en masses lorsque la stœchiométrie est $1$ : $1$ — les deux voies donnent $0, 703$ , ce qui valide le calcul.

Piège : comparer les masses pour trouver le limitant ( $18, 0 > 6, 40$ , donc « le méthanol est limitant » — juste ici, mais par accident). Ce sont les quantités de matière, pondérées par les coefficients stœchiométriques, qu'il faut comparer.

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