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Bac Physique-Chimie

Asie 2

Bonjour à tous ! Aujourd'hui, nous allons parler de la réaction de saponification, qui permet d'obtenir du savon à partir d'un corps gras et de la soude. Dans cet exercice, nous cherchons à déterminer quel réactif est limitant. Nous connaissons les volumes et les concentrations des réactifs et nous devons calculer les quantités de matière initiales. Pour cela, nous utilisons les masses volumiques et les masses molaires des réactifs. Nous effectuons ensuite les calculs pour trouver les quantités de matière maximales de chaque réactif. En comparant ces quantités, nous pouvons déterminer que l'oléine est le réactif limitant. 

Ensuite, on nous demande pourquoi il est important d'éliminer le réactif en excès par lavage et quelle autre espèce chimique pourrait également être éliminée. Le réactif en excès est la soude, et il est corrosif. Par conséquent, il est essentiel de le laver pour éliminer tout excès. En utilisant de l'eau froide, nous pouvons également éliminer le glycérol, qui est soluble dans l'eau.

Ensuite, nous devons calculer le rendement de la synthèse. Le rendement est le rapport entre la masse réelle obtenue (7,3 grammes) et la masse théorique attendue. Pour calculer la masse théorique, nous supposons une réaction totale et utilisons un tableau d'avancement pour trouver les quantités de matière finales. En utilisant les masses molaires, nous pouvons calculer la masse théorique maximale d'oléade de sodium. Finalement, nous divisons la masse réelle par la masse théorique pour obtenir un rendement de 0,80, soit environ 80%.

Enfin, on nous demande de proposer une hypothèse pour expliquer pourquoi le rendement n'est pas de 100%. L'une des raisons peut être que la réaction n'est pas totale, ce qui est souvent le cas. Une autre explication pourrait être des erreurs de manipulation ou des pertes pendant la synthèse.

J'espère que cela a été clair pour vous. N'hésitez pas à poser vos questions et bonnes révisions à tous ! Merci d'avoir regardé cette vidéo.

Bonjour à tous, c'est Théobald de Studio, et dans cette vidéo, on va s'intéresser à la réaction de saponification. Cette réaction, c'est celle qui permet d'obtenir du savon à partir d'un corps gras et de soude. On a déjà fait la première partie de cet exercice ensemble, et pour rappel, on veut faire du savon. Et pour faire du savon, on a besoin d'huile d'olive, l'huile d'olive qui est principalement constituée d'oléine, on suppose uniquement constituée d'oléine, et de soude, hydroxyde de sodium. On les fait réagir, donc notre réaction, c'est une molle d'oléine plus trois molles de soude, ça va donner trois molles d'oléade de sodium et une molle de glycérol. On donne le protocole expérimental, et on va nous demander de montrer que l'oléine est le réactif limitant. Donc, notre réaction, on sait que nos réactifs, ça va être monoléine, on nous dit qu'elle est introduite à 10 mL d'huile d'olive, on a un volume de 10 mL d'huile d'olive qui est introduite, et on a 10 mL d'hydroxyde de sodium de concentration C qui vaut 10 molles par litre, qui est aussi introduite, donc ma soude en fait. Et puis le but, ça va être de trouver les quantités de matière introduites au départ, puisque pour avoir mon réactif limitant, je vais devoir calculer forcément la quantité de matière que j'ai introduite au départ de chacun de mes réactifs. Pour celle de l'oléine, j'ai besoin de la quantité de matière d'oléine et je connais son volume. A partir de son volume, je peux remonter à sa masse, grâce à sa masse volumique qui est donnée par l'énoncé, et à partir de sa masse, je peux remonter à la quantité de matière grâce à la masse molaire qui est donnée par l'énoncé. Donc on fait ça ensemble. Ma quantité de matière d'oléine, c'est la masse d'oléine divisée par la masse molaire d'oléine. Et la masse d'oléine, c'est sa masse volumique multipliée par son volume. Donc finalement, j'ai juste remplacé ici ma masse d'oléine par ρv, donc j'ai cette formule-là. Et puis la quantité de matière de soude, ça va être la concentration en soude multipliée par le volume de soude apporté. Et puis, attention à faire attention aux chiffres stoichiométriques qui sont présents dans mon équation de réaction, puisque le réactif limitant, ça va être celui avec le plus petit avancement final, c'est pas forcément celui avec la plus petite quantité de matière initiale. Donc ce qu'on veut, c'est xmax, quel que vaut l'xmax de l'oléine, xmax1, et bien lui c'est noléine divisé par 1, puisqu'on introduit 1 mole d'oléine. Je vous remontre l'équation de réaction, c'est 1 mole d'oléine pour 3 moles de soude. Donc on se rappelle, je divise par mon nombre stoichiométrique. Donc xmax1, c'est n-oléine, et xmax2, c'est n-soude divisé par 3, la quantité de matière en soude divisé par 3. On va pouvoir faire nos applications numériques. Donc on fait bien attention aux chiffres significatifs, et pour xmax1, l'avancement maximal en oléine, c'est 1,0 fois 10,2 moles, et pour la soude, c'est 3,3 fois 10,2 moles. Donc on voit que xmax1 va être plus petit que xmax2, 1,0 plus petit que 3,3. Donc l'oléine est le réactif limitant. Question suivante, on nous demande de justifier l'importance d'éliminer le réactif en excès par le lavage, et de préciser quelle autre espèce chimique pourrait également être éliminée. En fait, notre réactif en excès, c'est la soude. Donc à la fin de la réaction, il reste encore de la soude, et cette soude est corrosive, moi je n'ai pas envie d'avoir un savon qui soit corrosif, ce n'est pas possible. Donc il faut bien le laver à la fin, et on va enlever le réactif en excès, sauf que on va enlever ce réactif en excès par de l'eau froide, et avec l'eau froide, ce qui reste de glycérol va être éliminé, et il y a un petit risque aussi qu'un peu de savon soit éliminé, puisque si on regarde, je ne les ai pas ici, si on regarde, vous les avez, dans votre annoncé, les solubilités du savon, donc de l'oléade de sodium et du glycérol, celle du glycérol est très élevée dans l'eau, et celle de l'oléade de sodium est un petit peu élevée, donc peut-être qu'il y a un petit peu d'oléade de sodium qui va être éliminée, mais ce n'est pas très grave, ce qui est important c'est de supprimer toute cette soude qui est en excès. On demande ensuite de calculer le rendement de la synthèse, sachant qu'on a obtenu une masse de savon qui est mx qui vaut 7,3 grammes, alors un rendement c'est un rapport de masse, c'est la masse réelle divisée par la masse théorique, la masse réelle et bien on nous la donne, elle est juste là, et la masse théorique il va falloir la calculer, faites très attention, le rendement c'est vraiment un rapport de masse, ce n'est pas un rapport de quantité de matière, beaucoup beaucoup beaucoup d'élèves font la faute, donc ne vous faites pas avoir. Donc nous ce qu'on va faire c'est qu'on va supposer la réaction totale, et on va dire que l'oléine c'est mon réactif limitant, pour avoir ma masse théorique maximale, et on va faire un tableau d'avancement, alors mon tableau d'avancement en quantité de matière bien évidemment, donc j'écris ma réaction de support, et ce que je sais c'est qu'au départ j'ai mis une quantité N oléine dans mon bécher, et j'ai aussi mis N soude, il n'y a pas de lait de sodium et il n'y a pas de glycérol, puis le glycérol j'en ai produit xmax, on a ici un chiffre 1, j'ai produit 3xmax d'oléade de sodium, j'ai encore un peu de soude, puisqu'on a dit que ce n'était pas mon réactif limitant, donc il me reste N soude, ce que j'avais mis au départ, moins 3xmax, ce qui a disparu, puisque ici on a un 3, qui est le chiffre stoichiométrique devant ma soude, et l'oléine c'est mon réactif limitant, donc il n'y en a plus. A partir de là, tableau d'avancement qu'il faut remplir assez rapidement si vous ne voulez pas perdre de temps, à mon état final, je sais que N oléade, c'est ce qui nous intéresse, il vaut 3xmax, on l'a dit juste là. On va pouvoir calculer, 3xmax je sais que c'est 3, la quantité de matière en oléine apportée au début, puisque xmax vaut la quantité de matière en oléine, puisque l'oléine est le réactif limitant, on n'oublie pas. Donc la masse théorique maximale en oléade de sodium, c'est la masse molaire de mon oléade multipliée par la quantité d'oléade, ce qui vaut la masse molaire d'oléade multipliée par 3N oléine, on l'a dit ici, et donc mon rendement c'est la masse expérimentale divisée par M oléade fois 3N oléine, j'ai réécrit c'est la masse expérimentale divisée par la masse théorique, on fait une application numérique et on obtient R qui vaut donc 3.7 divisé par 303 fois 3 fois 1.0 fois 10-2, on fait toujours attention aux unités et aux chiffres stoichiométriques, et on obtient un rendement de 0.80, donc entre à peu près 80%. C'est mon rendement, le rendement de la synthèse c'est de 80%. Dernière question de cet exercice, c'est de proposer une hypothèse susceptible d'expliquer que le rendement n'est pas de 100%. Cette question va arriver souvent dans les exercices, puisqu'en fait c'est un peu comprendre pourquoi est-ce qu'on n'a pas un bon rendement, est-ce que c'est parce qu'on a mal manipulé, en fait pas forcément. Pour avoir un rendement de 100% il faudrait que la réaction soit totale, ce qui est en fait hyper rare, on a très peu souvent une réaction vraiment totale. Là on l'a supposé. Une autre explication serait qu'on a mal manipulé, donc la masse expérimentale n'est pas terrible. Donc finalement, mon hypothèse c'est que la réaction n'est pas totale. Ça peut être une autre hypothèse que vous pouvez invoquer si vous voulez. J'espère que ça a été clair, si vous avez des questions n'hésitez pas à les poser en commentaire, et puis bonne chance pour vos révisions. Merci d'avoir regardé cette vidéo !

Savon de Marseille (2)

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