Masar — Les scénarios du Bac, reliés à ton travail

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Exercice — dans l'esprit des sujets du bac

3 questionsCorrigé masqué

Réaction : acide benzoïque + méthanol $\rightleftharpoons$ benzoate de méthyle + eau (esprit sp-s1-04). À $t=0$ : $n_0=9{,}0\times 10^{-2}\,\mathrm{mol}$ de chaque réactif. À l'équilibre, dosage : il reste $3{,}0\times 10^{-2}\,\mathrm{mol}$ d'acide.

Déterminer la composition du mélange à l'équilibre (en mol).
Calculer la constante d'équilibre $K$ (loi d'action de masse, nombres de moles).
Calculer le taux d'avancement final $\tau_f$ . La réaction est-elle totale ou limitée ?

Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. Idée : le dosage donne l'acide restant ; le tableau d'avancement traduit tout le reste. $x_f=n_0-n_{\text{acide},f}=9{,}0\times10^{-2}-3{,}0\times10^{-2}=6{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol}$ . Réactifs et produits étant en proportions $1:1:1:1$ : acide $3{,}0\times10^{-2}$ , méthanol $3{,}0\times10^{-2}$ , ester $6{,}0\times10^{-2}$ , eau $6{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol}$ .

2. Idée : pour une estérification, le volume est le même pour les quatre espèces et se simplifie ; on peut écrire $K$ avec les quantités de matière.

K=\frac{n_{\text{ester}}\,n_{\text{eau}}}{n_{\text{acide}}\,n_{\text{alcool}}}=\frac{(6{,}0\times10^{-2})^2}{(3{,}0\times10^{-2})^2}=\boxed{4}

3. Idée : $x_{\max}$ est l'avancement si la réaction était totale ; les réactifs sont équimolaires. $x_{\max}=n_0=9{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol}$ et $\tau_f=\dfrac{x_f}{x_{\max}}=\dfrac{6}{9}\approx\boxed{0{,}67}$ . Comme $\tau_f<1$ , il reste des réactifs à l'état final : la réaction est limitée (équilibre chimique), valeur classique des mélanges équimolaires acide-alcool primaire.

Estérification à l'équilibre — composition, K et τf

Exercice — dans l'esprit des sujets du bac

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Drill EQ-C.1 — Totale ou limitée