Réaction de Sulfamide en Laboratoire
Comprendre la Réaction de Sulfamide en Laboratoire
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, les chimistes médicinaux sont souvent amenés à synthétiser des composés pouvant avoir des applications thérapeutiques. Les sulfamides sont une classe de composés contenant une fonction amide liée à un atome de soufre. Ils sont largement utilisés pour leur activité antibactérienne. Pour cet exercice, nous considérons la synthèse d’un sulfamide potentiellement utile comme agent antibactérien.
Objectif:
Calculer le rendement de la réaction et la pureté du produit final dans la synthèse du sulfamide à partir de l’amine et du sulfonyl chlorure correspondant.
Données:
- Masse molaire de l’amine (A): 93 g/mol
- Masse molaire du sulfonyl chlorure (B): 129 g/mol
- Masse molaire du sulfamide (C): 214 g/mol
- Masse de l’amine utilisée: 100 g
- Masse du sulfonyl chlorure utilisée: 150 g
- Masse du sulfamide obtenu après purification: 180 g
Réactions:
La réaction se déroule en deux étapes :
1. L’amine réagit avec le sulfonyl chlorure pour former le sulfamide brut.
\[ \text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C} \]
2. Le sulfamide brut est ensuite purifié pour obtenir le produit final.
Questions:
1. Calculer les moles d’amine (A) et de sulfonyl chlorure (B) utilisées.
2. Déterminer le réactif limitant.
3. Calculer le rendement théorique du sulfamide (C).
4. Calculer le rendement réel de la réaction.
5. Déduire la pureté du sulfamide obtenu.
Correction : Réaction de Sulfamide en Laboratoire
1. Calcul du nombre de moles
a) Pour l’amine (A) :
Donnée :
- Masse = 100 g,
- Masse molaire = 93 g/mol
Formule et calcul :
\[ n_A = \frac{\text{masse}}{\text{masse molaire}} \] \[ n_A = \frac{100\,\text{g}}{93\,\text{g/mol}} \] \[ n_A \approx 1,075\,\text{mol} \]
b) Pour le sulfonyl chlorure (B) :
Donnée :
- Masse = 150 g, Masse
- molaire = 129 g/mol
Formule et calcul :
\[ n_B = \frac{150\,\text{g}}{129\,\text{g/mol}} \] \[ n_B \approx 1,163\,\text{mol} \]
2. Détermination du réactif limitant
La réaction se fait selon le schéma simple :
\[ \text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C} \]
Le rapport molaire étant 1:1, le réactif limitant est celui dont le nombre de moles est le plus faible.
- \(n_A \approx 1,075\,\text{mol}\)
- \(n_B \approx 1,163\,\text{mol}\)
Conclusion :
L’amine (A) est le réactif limitant.
3. Calcul du rendement théorique du sulfamide (C)
Données :
- Masse molaire du sulfamide (C) = 214 g/mol
- Nombre de moles théoriques de produit = nombre de moles du réactif limitant = 1,075 mol
Formule :
\[ \text{Masse théorique de C} = n_{\text{lim}} \times M_C \]
Calcul :
\[ \text{Masse théorique} = 1,075\,\text{mol} \times 214\,\text{g/mol} \] \[ \text{Masse théorique} \approx 230,05\,\text{g} \]
4. Calcul du rendement réel de la réaction
Donnée expérimentale :
- Masse de sulfamide obtenue après purification = 180 g
Formule :
\[ \text{Rendement réel (%)} = \frac{\text{masse obtenue}}{\text{masse théorique}} \times 100 \]
Calcul :
\[ \text{Rendement réel} = \frac{180\,\text{g}}{230,05\,\text{g}} \times 100 \] \[ \text{Rendement réel} \approx 78,3\% \]
5. Déduction de la pureté du sulfamide obtenu
Dans cet exercice, la pureté peut être interprétée comme le rapport entre la quantité de sulfamide réellement obtenue et la quantité théorique qui aurait dû être produite si la réaction avait été parfaite.
Ainsi, la pureté du sulfamide obtenu est :
\[ \text{Pureté} \approx 78,3\% \]
Cela signifie que, par rapport à la quantité théorique attendue (230,05 g), seule une partie correspondant à environ 78,3% a été effectivement obtenue sous forme pure (180 g).
Réaction de Sulfamide en Laboratoire
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