Analyse et Synthèse du Javanol
Comprendre l’Analyse et Synthèse du Javanol
Le Javanol est un composé chimique utilisé principalement dans l’industrie des parfums pour imiter l’odeur du bois de santal.
Sa synthèse peut être réalisée par différentes voies chimiques, incluant des réactions d’hydrogénation et de condensation.
Dans cet exercice, nous allons examiner un procédé de synthèse simplifié en laboratoire pour produire du Javanol à partir de précurseurs disponibles commercialement.
Contexte:
En tant que chimiste dans une entreprise de parfums, vous êtes chargé de développer un processus pour synthétiser le Javanol. Vous disposez des réactifs suivants:
- Acide salicylique (1 mol)
- Méthanol (500 mL)
- Catalyseur à base de palladium (5 g)
Les réactions se déroulent en deux étapes principales:
- Esterification: L’acide salicylique réagit avec le méthanol en présence d’acide sulfurique comme catalyseur pour former l’ester méthyle salicylate.
- Hydrogénation: Le méthyle salicylate est ensuite hydrogéné en présence du catalyseur à base de palladium pour produire le Javanol.
Données nécessaires:
- Poids moléculaire de l’acide salicylique: 138 g/mol
- Poids moléculaire du méthanol: 32 g/mol
- Poids moléculaire du Javanol: 204 g/mol
- Densité du méthanol: 0.791 g/mL
Question:
Calculez le rendement théorique de Javanol en supposant que chaque étape a un rendement de 80%.
Vous devez également estimer la quantité de Javanol obtenue si le processus est réalisé à l’échelle industrielle avec 100 fois les quantités de réactifs initiales.
Correction : Analyse et Synthèse du Javanol
1. Étape d’Esterification
Objectif: Convertir l’acide salicylique en méthyle salicylate.
Calcul de la masse d’acide salicylique utilisée :
Masse d’acide salicylique:
\[ = 1 \, \text{mol} \times 138 \, \text{g/mol} \] \[ \text{Masse d’acide salicylique} = 138 \, \text{g} \]
Calcul de la quantité théorique de méthyle salicylate produit :
- Dans une réaction chimique complète sans pertes, la quantité de produit formé serait égale à la masse de l’acide salicylique utilisé (parce que la réaction est 1:1 et le rendement à 100%).
\( \text{Quantité théorique de méthyle salicylate} = 138 \, \text{g} \)
Calcul du rendement de l’esterification :
- Puisque le rendement de cette étape est de 80%, la quantité réelle de produit est réduite.
Quantité réelle de méthyle salicylate:
\[ = 138 \, \text{g} \times 0.80 \] \[ = 110.4 \, \text{g} \]
2. Étape d’Hydrogénation
Objectif : Convertir le méthyle salicylate en Javanol.
Calcul des moles de méthyle salicylate disponibles pour l’hydrogénation :
Moles de méthyle salicylate:
\[ = \frac{110.4 \, \text{g}}{152 \, \text{g/mol}} \] \[ \approx 0.726 \, \text{mol} \]
Calcul de la quantité théorique de Javanol :
- Si toutes ces moles étaient converties en Javanol (rendement de 100%),
Quantité théorique de Javanol:
\[ = 0.726 \, \text{mol} \times 204 \, \text{g/mol} \] \[ = 148.104 \, \text{g} \]
Calcul du rendement de l’hydrogénation :
- Avec un rendement de 80% pour cette étape,
Quantité réelle de Javanol:
\[ = 148.104 \, \text{g} \times 0.80 \] \[ = 118.483 \, \text{g} \]
Conclusion et Explication pour l’Échelle Industrielle
- Quantité de Javanol produite en laboratoire : 118.483 g par lot de réaction.
Si cette production était multipliée par 100 pour passer à une production industrielle, la quantité de Javanol serait de :
Quantité à échelle industrielle:
\[ = 118.483 \, \text{g} \times 100 \] \[ = 11,848.3 \, \text{g} \]
Analyse et Synthèse du Javanol
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