Synthèse d’Alcool Isopropylique
Comprendre la Synthèse d’Alcool Isopropylique
Dans un laboratoire de chimie organique, un étudiant doit synthétiser un alcool secondaire spécifique à partir d’un bromure d’alkyle et du magnésium.
L’objectif est de former un réactif de Grignard, puis de le faire réagir avec un aldéhyde pour obtenir l’alcool désiré.
Données :
- Bromure d’alkyle : Bromure d’éthyle (CH₃CH₂Br)
- Aldéhyde : Formaldéhyde (HCHO)
- Solvent : Éther diéthylique
- Produit souhaité : Alcool isopropylique (CH₃CHOHCH₃)
Questions :
1. Préparation du réactif de Grignard :
- Calculez la quantité de magnésium (Mg) nécessaire pour réagir complètement avec 10 mmol de bromure d’éthyle.
- Magnésium (Mg) a une masse molaire de 24,305 g/mol.
2. Réaction avec l’aldéhyde :
- Une fois le réactif de Grignard formé, il est traité avec une quantité stœchiométrique de formaldehyde pour produire l’alcool désiré.
- Déterminez le volume de formaldéhyde à 37% en solution aqueuse (densité = 1,09 g/mL) nécessaire pour la réaction complète avec le réactif de Grignard formé.
3. Calcul du rendement :
- Supposons que la réaction entre le réactif de Grignard et le formaldehyde donne un rendement de 78%.
- Calculez la masse d’alcool isopropylique que vous pouvez attendre à la fin de la réaction.
Correction : Synthèse d’Alcool Isopropylique
1. Préparation du réactif de Grignard
Calcul de la quantité de magnésium nécessaire :
Données :
- Quantité de bromure d’éthyle : 10 mmol
- Masse molaire du magnésium (Mg) : 24,305 g/mol
Réaction :
\[ \text{Mg} + \text{CH}_3\text{CH}_2\text{Br} \rightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{MgBr} \]
Calcul :
\[ \text{Masse de Mg} = \frac{10 \text{ mmol} \times 24,305 \text{ g/mol}}{1000} \] \[ \text{Masse de Mg} = 0,24305 \text{ g} \]
2. Réaction avec l’aldéhyde
Calcul du volume de formaldéhyde nécessaire :
Données :
- Concentration de formaldéhyde : 37% en masse
- Densité de la solution de formaldéhyde : 1,09 g/mL
Réaction :
\[ \text{CH}_3\text{CH}_2\text{MgBr} + \text{HCHO} \rightarrow \text{CH}_3\text{CHOHCH}_3 \]
Chaque mole de réactif de Grignard réagit avec une mole de formaldéhyde. Ainsi, 10 mmol de formaldéhyde sont nécessaires.
Calcul du volume de formaldéhyde :
La masse de formaldéhyde pur nécessaire est calculée en prenant en compte la concentration en solution.
\[ \text{Masse de formaldéhyde pur} = \frac{10 \text{ mmol} \times 30,026 \text{ g/mol}}{1000} \] \[ \text{Masse de formaldéhyde pur} = 0,30026 \text{ g} \]
La masse totale de la solution contenant cette quantité de formaldéhyde pur est :
\[ \text{Masse totale de solution} = \frac{0,30026 \text{ g}}{0,37} \] \[ \text{Masse totale de solution} = 0,81151 \text{ g} \]
Le volume de solution nécessaire est donc :
\[ \text{Volume de solution} = \frac{0,81151 \text{ g}}{1,09 \text{ g/mL}} \] \[ \text{Volume de solution} = 0,7445 \text{ mL} \]
3. Calcul du rendement
Données :
- Rendement de la réaction : 78%
Calcul de la masse d’alcool isopropylique :
La masse théorique d’alcool isopropylique peut être calculée comme suit :
- Masse théorique d’alcool isopropylique:
\[ = \frac{10 \text{ mmol} \times 60,096 \text{ g/mol}}{1000} \] \[ = 0,60096 \text{ g} \]
En tenant compte du rendement :
- Masse attendue d’alcool isopropylique:
\[ = 0,60096 \text{ g} \times 0,78 \] \[ = 0,46875 \text{ g} \]
Réponses aux questions :
- A. La quantité de Mg nécessaire est de 0,24305 g.
- B. Le volume de solution de formaldéhyde nécessaire est de 0,7445 mL.
- C. La masse attendue d’alcool isopropylique, compte tenu du rendement, est de 0,46875 g.
Synthèse d’Alcool Isopropylique
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