III. Le calcul d’un rendement
Le but d’une synthèse est de transformer un réactif organique A en une molécule cible P avec
le meilleur rendement possible.
Comment définit-on et calcule-t-on le rendement ?
Tout d’abord, la quantité de matière initiale de A (masse molaire MA) que l’on introduit dans
le montage, notée n0, est précisément déterminée, en général par la pesée d’une masse m0 de
A sur une balance de précision si A est un solide :
n0 =
m0
MA
Si A est un liquide, on peut aussi réaliser une pesée, mais il est souvent plus commode de
prélever un volume V0, par exemple avec une pipette graduée. Si A
Aest la masse volumique
de A, alors
n0 = 𝜌𝐴.V0
MA
La quantité de P obtenue après réaction, séparation, purification, est déterminée de la même
manière et notée nP.
On écrit alors l’équation chimique de la réaction de synthèse, par exemple :
A B 2P Q.
La quantité maximale théorique de P nmax correspond à la quantité de P que l’on peut
espérer obtenir si la réaction de synthèse atteint son avancement maximal.
Si le réactif limitant est A, alors la quantité maximale de P est nmax 2max 2n0.
Mais on ne récupère jamais en fait cette quantité maximale !
A cela, il y a de nombreuses raisons :
lors de la réaction de synthèse :
raison thermodynamique : si la réaction conduit à un équilibre (citons par exemple la
réaction d’estérification), on ne peut espérer atteindre max ;
raison cinétique : max s’obtient souvent en théorie au bout d’un temps infini… or il
faut bien arrêter à un moment la réaction ;
possibilité de réactions jumelles parasites, consommant A pour produire des
impuretés ;