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éthanol

Posté par
moussolony
17-06-19 à 09:06

Bonjour
Au cours d une séance de travaux dirigés , votre professeur vous apprend que le vinaigre utilisé a la cuisine pour assaisonner certains plats provient de l oxydation ménagée de l éthanol contenu dans le vin par le dioxygene de l air. C est une oxydation biologique qui se fait en présence d une bactérie appelée mycoderma aceti . pour vérifier vos acquis , il vous demande de déterminer la quantité de vinaigre que l on peut obtenir a partir de 2 L de vin de 12° (dans 100 cm^3 de cette boisson , il y a 12 cm^3 d éthanol), la masse volumique de l éthanol est Pe=800 Kg/m^3 et le rendement de la réaction est r=0,8
Masse molaire atomique en g/mol
Mc=12 , MH=1 , Mo=16
1/ donne les produits de l oxydation ménagée de l éthanol
2. Écris l équation bilan de la réaction de l oxydation ménagée totale de l éthanol.
3/ déterminer la masse d éthanol présent dans ce vin
4. Déterminer la masse de vinaigre réellement obtenue
Réponse
1/ ces produits sont
Ethanal et acide ethanoique et l eau

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 09:24

Bonjour,

Ici, le dioxygène est en excès et dans ces conditions l'éthanol est entièrement transformé en acide éthanoïque.
Les produits formés sont donc l'acide éthanoïque et l'eau ( pas d'éthanal )

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 09:34

L équation bilan totale est
CH3-CH2-OH +  O2->CH3-COOH  + H2O

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 11:02

Oui, c'est exact.

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 12:17

Comment calculer la masse d éthanol

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 15:03

C'est assez simple :
Le pourcentage volumique de l'éthanol dans le vin ( 12° ou 12% ) permet de passer du volume du vin au volume de l'éthanol qu'il contient.
Ensuite, la masse volumique de l'éthanol ( 800 kg/m³ ) permet de passer du volume de l'éthanol à sa masse.

Ainsi en deux étapes on peut calculer la masse d'éthanol contenue dans 2L de vin à 12°

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 15:14

1 étape
masse de l éthanol
Pe=m/V
m=Pe*V
m=800*12×10^-6
m=0,0096 Kg

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 15:30

Ton calcul (que je ne comprends pas) aboutit à un résultat faux.
Merci, su tu décides de proposer un autre calcul de définir avec précision la signification de chacune des lettres que tu utilises ( sauf pour celle qui sont déjà définies dans l'énoncé )
Exemple :
j'appelle "m" la masse de l'éthanol présente dans 2L de vin.
J'appelle " V" le volume de l'éthanol contenu dans 2L de vin

Conseil : Calculer d'abord V (relire pour cela mon post du 17-06-19 à 15:03 )
Donner son résultat numérique avec l'unité convenable.
On s'occupera de m ensuite.

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 15:37

Le volume de l  éthanol est
V=12 cm^3

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 16:42

L'énoncé dit :
" dans 100 cm³ de cette boisson (le vin ) , il y a 12 cm³ d éthanol "

alors V qui est le volume d'éthanol contenu dans 2L de vin n'est évidemment pas égal à 12cm³ !

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 18:20

Je crois que c est 24 cm^3

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 18:32

D abord on doit convertir 2L en cm^3

2L=2000 cm^3
Or on sait que 100 cm^3=>12cm^3 d ethanol
Donc dans 2000 cm^3 on aura
V=2000*12/100
V=240 cm^3

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 19:26

Parfait !
Et maintenant pour trouver la masse m de ce volume V d'éthanol il suffit d'utiliser la masse volumique de l'éthanol.

Posté par
moussolony
re : éthanol 17-06-19 à 19:58

Soit Pe:la masse volumique de l éthanol
Pe=\frac{m}{V} => m=Pe*V
m=800*240*10^-6
m=0,192 kg

Posté par
odbugt1
re : éthanol 17-06-19 à 23:09

Oui, c'est exact.

Posté par
moussolony
re : éthanol 18-06-19 à 10:33

Bonjour
Je n arrive pas a calculer la masse de vinaigre

Posté par
odbugt1
re : éthanol 18-06-19 à 10:53

C'est normal.
On ne dispose pas des données nécessaires.
Il faudrait pour cela connaître ( ou avoir les moyens de connaître ) la masse des 2L de vin dont on dispose avant la réaction de transformation de l'éthanol en acide éthanoïque.

En revanche on peut, à l'aide du résultat déjà obtenu et de l'équation de la réaction, calculer la quantité de matière puis la masse d'acide éthanoïque formé.

Posté par
moussolony
re : éthanol 18-06-19 à 11:24

Soit n : quantité de matière

n(C2H4O)=n(O2)=n(C2H4O2)=n(H2O)
n(C2H4O)=n(C2H4O2)
n(C2H4O2)=m(C2H4O)/M(C2H4O)
M(C2H4O)=2*12+4+16
M(C2H4O)=44 g/mol
n(C2H4O2)=192/44
n=4,36 mol
m(C2H4O2)=4,36*(2*12+4+32)
                               =4,36*60
                                =261,6 g

Posté par
odbugt1
re : éthanol 18-06-19 à 11:55

Le raisonnement est bon, mais le résultat est faux parce que :
a) La formule brute de l'éthanol n'est pas C2H4O
b) Tu n'as pas tenu compte de l'énoncé qui dit que : " le rendement de la réaction est r=0,8 "

Posté par
moussolony
re : éthanol 18-06-19 à 12:18

Comment utiliser le rendement de réaction  dans ce calcul?

Posté par
odbugt1
re : éthanol 18-06-19 à 12:25

Le rendement est ici le rapport entre la quantité de matière d'acide éthanoïque effectivement obtenue (en faisant l'expérience) et la quantité de matière théorique d'acide éthanoïque qu'on obtient à partir du calcul.

Posté par
moussolony
re : éthanol 18-06-19 à 20:30

La quantité matière obtenue
n(C2H6O)=n(O2)=n(C2H4O)=n(H2O)

n(C2H4O2)=m(C2H6O)/M(C2H6O)
n(C2H4O2)=0,192*1000/46
n(C2H4O2)=4 ,17 mo[
La quantité de matière théorique
r=4,17/n'
n'=4,17/0,8
n'=5,21 mol

Posté par
odbugt1
re : éthanol 19-06-19 à 00:21

Non.
La quantité de matière théorique (donc obtenue par le calcul) est égale à 4,17 moles.
Mais la quantité de matière réellement obtenue quand on fait l'expérience est inférieure à 4,17 moles.

Comme déjà indiqué dans mon post du 18-06-19 à 12:25
Le rendement est le rapport entre la quantité de matière d'acide éthanoïque effectivement obtenue et la quantité de matière théorique d'acide éthanoïque.

Posté par
moussolony
re : éthanol 19-06-19 à 00:36

Bonsoir
r=n'/4,17
n'=r*4 ,17
n'=0,8*4,17
n'=3,3 mol
La quantité matière obtenue est 3,3 mol

Posté par
moussolony
re : éthanol 19-06-19 à 02:36

r=n(C2H4O2)/n(C2H6O)
n(C2H4O2)=r*n(C2H6O)
n(C2H4O2)=0,8*4,17
n(C2H4O2)=3,3 mol
m(C2H4O2)=n(C2H4O2)*M(C2H4O2)
m(C2H4O2)=3,3 *60
m(C2H4O2)=198 g

Posté par
odbugt1
re : éthanol 19-06-19 à 08:11

Oui, c'est presque exact.

Les résultats intermédiaires ne doivent pas être arrondis pour éviter de propager voire d'amplifier des erreurs.
Seul le résultat final doit être arrondi.

On obtient :
0,192 * 1000 / 46= (96/23) mol 4,17391 .... mol
(96/23) * (8/10) =  (384/115) mol 3,33913 ....  mol
(384/115) * 60 = (4608/23) g 200,34782 .... g

Ce résultat final est alors arrondi à 200g
m(C2H4O2)=200 g  ( et non 198g )

Posté par
moussolony
re : éthanol 19-06-19 à 09:43

Merci
J ai une question sur l oxydation ménagée
Au cours d un exercice sur l oxydation ménagée comment savoir si l oxygène est en excès ou en défaut.

Posté par
odbugt1
re : éthanol 19-06-19 à 11:07

Si l'oxydant est du dioxygène et si l'oxydation se fait à l'air libre le dioxygène est obligatoirement en excès.
Sinon, il faut rechercher à partir des données dont on dispose celui des réactifs qui est le réactif limitant.
L'autre réactif est en excès.

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