Exercice 1 - Optimiser la vitesse de formation d'un produit

L'estérification est une transformation chimique au cours de laquelle un ester, de formule générale R₁–COO–R₂, est obtenu par réaction entre un acide carboxylique R₁–COOH et un alcool R₂–OH. Il se forme aussi de l'eau selon l'équation :

Pour optimiser la synthétise de l'éthanoate de butyle, on réalise au laboratoire avec différentes variantes la réaction d'estérification entre l'acide éthanoïque (CH₃ pour R₁) et le butan-1-ol (C₄H₉ pour R₂).

Dans les cinq variantes ci-dessous (sauf indication contraire), des quantités de matière de 0,49 mol d'acide éthanoïque et de butan-1-ol ont été introduites :

• variante 1 : θ = 20 °C (pas de chauffage) sans ajout d’acide sulfurique,
  
• variante 2 : θ = 20 °C (pas de chauffage) et ajout d'une solution d’acide sulfurique,
  
• variante 3 : θ = 50 °C (thermostat 5) sans ajout d’une solution d'acide sulfurique,
  
• variante 4 : θ = 50 °C (thermostat 5) avec ajout d’une solution d'acide sulfurique,
  
• variante 5 : θ = 50 °C (thermostat 5) avec ajout d’une solution d'acide sulfurique et excès de butan-1-ol (V = 80 mL).
  

Les résultats expérimentaux obtenus sont représentés sur le graphique suivant :

Q1. Décrire les conditions opératoires pour optimiser la vitesse de formation de l'éthanoate de butyle.