Exercice 5 - Calculer la vitesse volumique de formation d'un produit

Le lactate d'éthyle peut être synthétisé à partir de l'acide lactique et de l’éthanol. L'équation de
réaction d'estérification associée à cette transformation est la suivante :

\(\mathrm{C_3H_6O_3(\ell)+C_2H_6O(\ell)\rightleftarrows C_5H_{10}O_3(\ell)+H_2O(\ell) }\).

Pour étudier l'influence de différents paramètres sur cette transformation, on fait réagir deux
systèmes chimiques identiques de même volume mais dans des conditions différentes.

\(\begin{array}{|l|l|l|}\hline & \textbf{Mélange initial} & \textbf{Protocole} \\ \hline\textbf{Expérience (a)} & \mathrm{0,741\, mol\; d'acide\; lactique\\ et\; 0,850\, mol\; d'éthanol} & \mathrm{Chauffage\;à \;reflux\\à\; 80°C} \\ \hline\textbf{Expérience (b)} & \mathrm{0,741\, mol\; d'acide\; lactique,\\0,850\, mol\; d'éthanol\\ et\; quelques\; gouttes\; d'acide\; sulfurique\; concentré} & \mathrm{Chauffage\;à \;reflux\\à\; 80°C} \\ \hline\end{array}\)

Par une succession de dosages à différents instants, on peut suivre l'évolution temporelle de la transformation. On obtient alors les deux courbes suivantes :

On note V, le volume du milieu réactionnel, supposé constant.

Q1. Exprimer la vitesse volumique de formation de l'ester notée V_f,ester(t).

Q2. En analysant qualitativement la courbe (b), indiquer l'évolution de cette vitesse au cours du temps. Expliquer.

On suppose que le volume V du milieu réactionnel vaut 50 mL.

Q3. Calculer à t = 25 min la vitesse volumique de formation de l’ester dans les deux conditions.

Q4. Expliquer le rôle de l'acide sulfurique concentré.

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