Analyse du protocole - Optimisation du rendement

Poursuivons notre analyse de la synthèse du paracétamol `"C"_8"H"_9"NO"_2` précédente.

L'équation de la réaction de cette synthèse, de constante d'équilibre `K(T)`, est : \(\text {C}_6\text{H}_7\text{NO(aq)}+\text{C}_4\text{H}_6\text{O}_3\text{(aq)}\rightleftarrows \text{C}_8\text{H}_9\text{NO}_2 \text{(aq)}+\text{CH}_3\text{COOH(aq)}\).

Le quotient de réaction s'écrit ici :

`Q_"r"=\frac{["C"_8"H"_9"NO"_2]\times["CH"_3"COOH"]}{["C"_6"H"_7"NO"]\times["C"_4"H"_6"O"_3]}`

Les quantités initiales choisies sont 2,7 g de para-aminophénol, soit `2,5\times 10^{-2}\ "mol"`, pour  

5 mL d'anhydride éthanoïque, soit `5,3\times 10^{-2} "mol"` : on a donc introduit un excès d'anhydride éthanoïque (`"C"_4"H"_6"O"_3`).

On sait que le système chimique (initialement hors équilibre, car `Q_"r,i"=0<K(T)`) va évoluer dans le sens direct pour que `Q_"r"` égalise `K(T)` à l'équilibre.

On peut montrer mathématiquement que, à l'équilibre, si l'un des réactifs est en excès, alors le taux d'avancement sera plus élevé qu'à partir d'un mélange dans les proportions stœchiométriques. Le rendement sera donc meilleur par rapport à la même transformation effectuée sans excès d'anhydride éthanoïque.