Méthode 1 - Expliquer l'optimisation de la vitesse de formation d'un produit lors d'une synthèse

Pour expliquer l'optimisation de la vitesse de formation d'un produit lors d'une synthèse, il suffit de s'intéresser :

• aux facteurs cinétiques de cette dernière. Il faut souvent exploiter des courbes de suivi cinétique, exploiter des valeurs de temps de demi-réaction, etc. Dans tous les cas, on rappelle que, si l'on souhaite identifier un facteur cinétique, on réalise plusieurs expériences, en ne faisant varier que le paramètre supposé et en maintenant constants les autres paramètres ;
• à l'utilisation éventuelle d'un catalyseur. Il faut souvent vérifier les deux propriétés d'un catalyseur, à savoir qu'il accélère la réaction sans apparaître dans l'équation de réaction.

Exercice (extrait d'un sujet du bac)

La menthe poivrée est bien connue pour ses bienfaits depuis des siècles : elle calme les maux de tête et a des propriétés stimulantes, antispasmodiques et antiseptiques. Utilisée en parfumerie, son huile essentielle contient un ester très odorant : l'éthanoate de menthyle (\(\mathrm{C_{12}H_{22}O_2}\)) qu'on peut synthétiser en laboratoire à partir de menthol (\(\mathrm{C_{10}H_{20}O}\)) et d'acide éthanoïque (\(\mathrm{C_{2}H_{4}O_2}\)).

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

La synthèse de l'éthanoate de menthyle a été réalisée dans différentes conditions expérimentales. Pour chacune, un suivi cinétique a également été réalisé. On peut ainsi tracer l'évolution temporelle de la quantité d'ester formé, notée \(n_\text{ester formé}\). Les différentes conditions expérimentales sont données dans le tableau ci-dessous et les courbes de suivi fournies juste après. Les quantités de matière fournies correspondent à l'état initial et la température est celle du milieu réactionnel, fixée à l'aide d'un bain-marie.

\(\begin{array}{|l|c|} \hline\textbf{Quantité de matière}& \textbf{Expérience 1 (courbe b)} & \textbf{Expérience 2 (courbe c)}&\textbf{Expérience 3 (courbe a)} \\\hline \text{Acide éthanoïque}& {\text{0,10 mol}}& {\text{0,10 mol}} & {\text{0,20 mol}}\\\hline \text{Menthol}& {\text{0,10 mol}}& {\text{0,10 mol}} & {\text{0,10 mol}} \\ \hline \text{Température}&\text{70°C} & \text{20°C} &\text{70°C} \\ \hline \end{array}\)

Expliquer comment optimiser la vitesse de formation de l'éthanoate de menthyle.