Méthode 2 - Corrigé de l'exercice

1. L'équation de cette réaction de synthèse est : \(\mathrm{C_{10}H_{20}O(aq)+C_{2}H_{4}O_2(aq) \longrightarrow C_{12}H_{22}O_2(aq) + H_2O(\ell)}\).

D'après cette équation, le quotient de réaction dans un état quelconque du système est donc :
\(Q_\text{r}=\frac{(a_\mathrm{C_{12}H_{22}O_2(aq)})^{1}\times(a_\mathrm{H_2O(\ell)})^{1}}{(a_\mathrm{C_{10}H_{20}O(aq)})^{1}\times(a_\mathrm{C_{2}H_{4}O_2(aq)})^{1}}\) soit \(Q_\text{r}=\frac{\frac{[\mathrm{C_{12}H_{22}O_2]}}{\text{c°}}\times1}{\frac{[\mathrm{C_{10}H_{20}O]}}{\text{c°}}\times\frac{[\mathrm{C_2H_4O_2]}}{\text{c°}}}=\frac{[\mathrm{C_{12}H_{22}O_2]}\times\text{c°}}{[\mathrm{C_{10}H_{20}O]}\times[\mathrm{C_2H_4O_2]}}\).

À l'état initial de l'expérience 1, on a \(Q_\text{r,i}=0\) puisque l'on n'a pas encore formé d'ester.

2. On a \(Q_\text{r,i}<K(70\text{°C})\) donc, d'après le critère d'évolution spontané des systèmes hors équilibre, à 70 °C, le système évoluera spontanément dans le sens direct, soit vers la formation de l'ester.

3. En comparant les courbes des expériences 1 et 3, on remarque que l'on a formé davantage d'ester en introduisant un excès d'acide éthanoïque, pour une même quantité de menthol introduite ; le rendement de l'expérience 3 est donc meilleur.

Autre solution : on pourrait éliminer du milieu réactionnel l'eau formée au cours de cette synthèse à l'aide d'un dispositif adapté.