Synthèse d’acide acétylsalicylique (aspirine)

Synthèse d’acide acétylsalicylique (aspirine)

Comprendre la Synthèse d’acide acétylsalicylique (aspirine)

L’acide acétylsalicylique, communément connu sous le nom d’aspirine, peut être synthétisé à partir d’acide salicylique et d’anhydride acétique, selon la réaction chimique suivante :

\(\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_3 + \text{(CH}_3\text{CO)}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_9\text{H}_8\text{O}_4 + \text{CH}_3\text{COOH} \)

1. Calcul de la masse molaire:

a. Calculez la masse molaire de l’acide salicylique (\( \text{C}_7\text{H}_6\text{O}_3 \)).

b. Calculez la masse molaire de l’anhydride acétique (\( \text{(CH}_3\text{CO)}_2\text{O} \)).

c. Calculez la masse molaire de l’acide acétylsalicylique (\( \text{C}_9\text{H}_8\text{O}_4 \)).

2. Calcul de la masse d’acide acétylsalicylique produite:

On commence avec 10 g d’acide salicylique et 12 g d’anhydride acétique.

a. Calculez le nombre de moles d’acide salicylique dans 10 g.

b. Calculez le nombre de moles d’anhydride acétique dans 12 g.

c. Déterminez le réactif limitant dans cette réaction.

d. Calculez le nombre de moles d’acide acétylsalicylique produit.

3. Rendement théorique et rendement pratique:

Lors d’une synthèse, il est rare d’obtenir 100% de rendement.

a. Calculez la masse théorique d’acide acétylsalicylique que vous attendez obtenir.

b. Si le rendement pratique est de 85%, quelle masse d’acide acétylsalicylique a été obtenue ?

4. Questions supplémentaires:

a. Expliquez pourquoi le rendement d’une réaction chimique peut être inférieur à 100%.

b. Proposez des méthodes pour augmenter le rendement dans ce type de synthèse.

Correction : Synthèse d’acide acétylsalicylique (aspirine)

1. Masse Molaire

a. Calculez la masse molaire de l’acide salicylique (\(C_7H_6O_3\)).

La masse molaire est calculée en additionnant les masses atomiques des éléments qui composent la molécule.

  • C = 12 g/mol
  • H = 1 g/mol
  • O = 16 g/mol

La masse molaire de l’acide salicylique est :

\[ = 7 \times 12 + 6 \times 1 + 3 \times 16 \] \[ = 138 \, \text{g/mol} \]

b. Calculez la masse molaire de l’anhydride acétique (\((CH_3CO)_2O\)).

La masse molaire de l’anhydride acétique est :

\[ = (4 \times 12) + (6 \times 1) + (3 \times 16) \] \[ = 102 \, \text{g/mol} \]

c. Calculez la masse molaire de l’acide acétylsalicylique (\(C_9H_8O_4\)).

La masse molaire de l’acide acétylsalicylique est :

\[ = (9 \times 12) + (8 \times 1) + (4 \times 16) \] \[ = 180 \, \text{g/mol} \]

2. Masse d’acide acétylsalicylique produite

On commence avec 10 g d’acide salicylique et 12 g d’anhydride acétique.

a. Calculez le nombre de moles d’acide salicylique dans 10 g.

Pour trouver le nombre de moles, utilisez la formule :

\[ \text{moles} = \frac{{\text{masse}}}{{\text{masse molaire}}} \]

Le nombre de moles d’acide salicylique est :

\[ = \frac{{10 \, \text{g}}}{{138 \, \text{g/mol}}} \] \[ = \approx 0.072 \, \text{moles} \]

b. Calculez le nombre de moles d’anhydride acétique dans 12 g.

Le nombre de moles d’anhydride acétique est :

\[ = \frac{{12 \, \text{g}}}{{102 \, \text{g/mol}}} \] \[ \approx 0.118 \, \text{moles} \]

c. Déterminez le réactif limitant dans cette réaction.

Le réactif limitant est celui qui est présent en plus petite quantité en termes de moles. Ici, c’est l’acide salicylique avec 0.072 moles.

d. Calculez le nombre de moles d’acide acétylsalicylique produit.

Puisque le réactif limitant détermine le produit, le nombre de moles d’acide acétylsalicylique produit est le même que le réactif limitant, soit 0.072 moles.

3. Rendement théorique et pratique

a. Calculez la masse théorique d’acide acétylsalicylique que vous attendez obtenir.

Pour calculer la masse théorique, multipliez le nombre de moles d’acide acétylsalicylique par sa masse molaire :

\[ = 0.072 \times 180 \] \[ \approx 12.96 \, \text{g} \]

b. Si le rendement pratique est de 85%, quelle masse d’acide acétylsalicylique a été obtenue ?

Le rendement pratique est obtenu en multipliant le rendement par la masse théorique :

\[ = 12.96 \times 0.85 \] \[ \approx 11.02 \, \text{g} \]

4. Questions supplémentaires

a. Expliquez pourquoi le rendement d’une réaction chimique peut être inférieur à 100%.

Plusieurs facteurs peuvent réduire le rendement d’une réaction :

  • Réactions secondaires.
  • Perte de produit lors de la purification ou du transfert.
  • Réactifs impurs ou mal mesurés.
  • Températures ou conditions non optimales.

b. Proposez des méthodes pour augmenter le rendement dans ce type de synthèse.

Pour améliorer le rendement, on peut :

  • Utiliser des catalyseurs pour accélérer la réaction.
  • Contrôler précisément la température et les conditions de réaction.
  • Employer des techniques de purification efficaces.
  • Utiliser un excès du réactif non limitant.
  • Améliorer les méthodes de transfert pour éviter la perte de produit.

Synthèse d’acide acétylsalicylique (aspirine)

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