Cours Stage - Synthèse des composés organiques

Exercice - Rendement d'une synthèse

L'énoncé

On étudie la réaction suivante : $CH_4 +Cl_2 \longrightarrow CH_3Cl + HCl$

On introduit initialement $n_{CH_4} = 1mol$ et $n_{Cl_2} = 2mol$.


Question 1

Quel est le réactif limitant ?

Il s'agit de $CH_4$.

Le réactif limitant est celui qui s'épuise en premier.

Question 2

Si l'avancement est $x,$ quelles sont les quantités théoriques de chaque espèce ?

$CH_4 : 1 - x$

$Cl_2 : 2 - x$

$CH_3Cl : x$

$HCl : x$

Question 3

Si la réaction est totale, quelles sont les quantités finales théoriques de chaque espèce ?

Le réactif limitant est $CH_4$ donc $x_f = 1mol$. Les quantités finales théoriques sont donc :

$CH_4 : 0 mol$

$Cl_2 : 1 mol$

$CH_3Cl : 1 mol$

$HCl : 1mol$

Question 4

Expérimentalement on obtient $n_{CH_3Cl \ obtenue}=0,9 mol$ et $n_{HCl \ obtenue}=0,4 mol$. Calculer les rendements pour chaque produit.

$R_{CH_3Cl} = \dfrac{0,9}{1}\times 100 = 90% $

$R_{HCl} = \dfrac{0,4}{1}\times 100 = 40% $

Question 5

Comment expliquer que les rendements ne soient pas de 100 % et quelle raison pourrait expliquer la différence de rendement entre les deux produits ?

Les rendements ne sont pas de 100 % à cause des pertes, des réactions parasites et de la réaction non totale.

Il y a sûrement plus de pertes pour $HCl$ que pour $CH_3Cl$ ce qui explique la différence de quantités obtenues et donc de rendement.