425 acetate d ethyle sept2007

Expérience 425
A) Synthèse de l'acétate d'éthyle.
B) Analyse du produit obtenu.
BUT
:
Préparer de l'acétate d'éthyle par estérification
METHODE UTILISEE
Réaction générale :
Estérification
ACIDE + ALCOOL
ESTER + EAU
Hydrolyse
Réaction de préparation de l'acétate d'éthyle :
O
H2SO4
CH3
COOH
+
CH3
CH2
CH3
OH
C
O
CH2
CH3
+
H2O
Mécanisme réactionnel :
+
O
CH3
C
OH
H+
CH3
1
C
CH3
OH
C
+
O
..
H
C
CH3
C
C2H5
O
C2H5
H
4
OH
O
C2H5
6
CH3
C
C2H5
O
-H2O
5
H+
..
:OH
+
-H+
OH
3
O
CH3
OH
-H+
2
..
O
..
C2H5
OH
OH
OH
+
CH3
C
C2H5
O
H
O
H
Etapes: 1) Catalyse acide: protonation réversible du groupe carbonyle de l'acide.
2) Addition nucléophile de l'alcool à l'acide protoné : formation de la nouvelle liaison C - O
3) et 4)
Equilibres dans lesquels un proton passe d'un oxygène à l'autre.
5) Perte d'eau : rupture d'une liaison carbone - oxygène.
6) Régénération du catalyseur : départ d'un proton.
425 - 1 -
PRODUITS
:
- acide éthanoïque (acétique) concentré à ~ 99,5 %.
- acide sulfurique concentré à ~ 98 %.
- carbonate de disodium (solution 1 M).
- dichlorure de calcium (solution 1 M).
- dichlorure de calcium (grains).
- éthanol.
APPAREILLAGE
:
- ampoule à décanter (lavages).
- appareillage de distillation.
- ballon de réaction.
- chauffage (calotte).
- pierres à ébullition.
- récipients de récupération du produit fabriqué.
- réfrigérant.
ère
2. 1
↓
Distillation
(sur résidu)
4.
↓
← 1. Reflux
3. Lavages
0
→
10
425 - 2 -
ème
2
Distillation
(purification)
A) Synthèse de l'acétate d'éthyle.
MANIPULATIONS
a) Formation de l'ester.
a) Compléter le tableau ci-dessous avec l'aide du Handbook :
1. Introduire dans le ballon :
Gants et lunettes !
Gants et lunettes !
- quelques pierres à ébullition.
- 5 ml d'éthanol (cylindre gradué 5 ml).
- 6 ml acide acétique concentré à ~99,5% (cyl. grad. 10 ml)
- 1 ml acide sulfurique concentré à ~98% (cyl. grad. 5 ml)
Réactifs
Point d'ébullition ( b.p [ 0C] )
Ethanol
2. Fermer le ballon avec le réfrigérant. Chauffer à reflux selon les indications pendant 10 minutes.
A la fin des 10 minutes laisser refroidir un peu. (Abaisser la calotte chauffante et positionner
le variac sur "distillation 1").
b)
Acide acétique
théorique:
Distillation de l'ester (élimination du résidu).
3. Distiller sans dépasser le point d'ébullition de l'ester. Un résidu doit rester dans le ballon.
A la fin de la distillation, abaisser la calotte chauffante et positionner le variac sur "distillation 2"
*
c) Neutralisation et élimination des sels ioniques par lavages.
4. Transférer le distillat dans une ampoule à décanter de 50 ml. Ajouter 10 ml de carbonate
de disodium 1 M.
Dégazer, agiter, dégazer, décanter. Eliminer la phase aqueuse.
*Acétate d'éthyle
pratique:
Chercher sous acétique acide ethyl ester : le b.p et le nD (indice de
réfraction).Reporter ces valeurs page 25.4
+
4. Donner l'équation de la réaction de neutralisation des H (de H2SO4)
par le carbonate de disodium:
.............................................................................................................
d) Elimination de l'alcool.
5. Ajouter dans l'ampoule 10 ml de dichlorure de calcium 1 M. Dégazer, agiter, dégazer, décanter
et éliminer la phase acqueuse.
e) Elimination de l'eau (déshydratation).
6. Introduire dans l'ampoule quelques grains de dichlorure de calcium. Agiter doucement et
laisser reposer ~ 3 minutes.
En attendant, prérégler le variac pour la deuxième distillation selon les indications.
f) Distillation de l'ester (purification).
7. Transférer l'ester dans le deuxième appareil à distiller. Distiller lentement. Noter le point d'ébullition pratique de l'ester observé lors de cette distillation. Reporter page 25.4
Recueillir la première fraction. Ne pas distiller à sec! Un résidu doit rester dans le ballon.
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B) Analyse de l'ester fabriqué.
MANIPULATIONS (suite)
Manipulations
TESTS
Ester
Références
Analyses
théorique
pratique
Test de mise en évidence de l'ester :
Introduire dans une éprouvette: - 1 goutte de l'ester à analyser
- 1 ml solution alcooliquechlorhydrate d'hydroxylamine 0,5 M (pipette plastique).
- 4 gouttes d'hydroxyde de sodium 6 M.
chauffer à ébullition (foehn sous chapelle), laisser refroidir et ajouter :
- 2 ml d'acide chlorhydrique 1 M. Si la solution est trouble, ajouter encore 2 ml d'éthanol.
- 1 goutte d'une solution de chlorure ferrique 5 %. Si la coloration ne persiste pas, rajouter quelques gouttes.
Un test positif donne une coloration rouge violacé.
CHIMIQUE
Equation de la réaction :
O
CH3
O
C
O
CH2
CH3 + H2NOH
éthanoate d'éthyle
C
C
NHOH + CH3CH2OH
hydroxylamine
O
3 CH3
CH3
O
NHOH + FeCl3
CH3
C
NHO Fe + 3 HCl
3
coloration rouge violacée
Identification / pureté :
- Mesurer l'indice de réfraction avec le réfractomètre et comparer avec la valeur théorique (* Handbook).
nD
- Reporter les valeurs du tableau précédant page 25.3.
b.p
PHYSIQUE
425- 4 -
QUESTIONNAIRE
Donner les produits de départ et les mécanisme de réactions d'estérification permettant la fabrication du benzoate de méthyle.
425- 5 -