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Bonjour, j'ai un devoir maison en physique. Voici les exercices :
Exercice 1 :
La benzocaïne est utilisée en médecine comme anesthésique local d'usage externe. Elle est aussi un composant actif des crèmes pour le traitement des coups de soleil. Sa synthèse peut se faire en trois étapes : la deuxième étape est décrite ci-dessous.
« Dans un ballon de 250 mL équipé d'un réfrigérent à reflux et d'un système d'agitation, introduire :
-6,8 g d'acide 4-nitrobenzoïque (C7H5O4N, solide) ;
-60 mL d'éthanol absolu (C2H6O, liquide de densité 0,79).
Ajouter quelques goutes d'acide sulfurique (2 H+, SO42-) concentré (catalyseur).
Chauffer à reflux pendant 45 min. Refroidir à la température ambiante ; verser le contenu du ballon sur 100 mL d’une solution aqueuse de souda à 10 % et 100 g de glace pillée, en agitant vigoureusement. Filtrer sur Büchner ; rincer à l’eau glacée.
Avec ses quantités de réactifs, il est possible d’obtenir une masse de 6,0 g de 4-nitrobenzoate d’éthyle (C9H9O4N) et 0,56 mL d’eau. »
1. Ecrire l’équation correspondant à la deuxième étape de la synthèse de la benzocaïne.
2. Recopier et compléter le tableau.
Nom des espèces chimiques :***_ _ _ _ + _ _ _ _ --> _ _ _ _ + _ _ _ _
Formule des espèces chimiques :
Masse molaire (g/L) :
Etat initial :****************m=.......V=.. ........***/////////****/////////////
************************ n=.........n=.........***/////////****/////////////
Etat final :*****************/////////***//////***m=...........V=
*************************/////////***//////***n=............n=
(Pour précision, le tableau est constitué de 5 lignes et de 5 colonnes, les * remplacent les espaces.)

3. Le 4-nitrobenzoate d’éthyle est soluble dans l’éthanol, mais pas dans l’eau. Explique pourquoi une solution aqueuse de soude et de la glace sont ajoutées dans le ballon après la synthèse.
4. La soude (Na+, HO-) introduite dans le ballon réagit avec le catalyseur afin de le séparer des produits. Compléter l’équation de cette réaction :
….HO- + …. -->….H2O + …. SO42-
5. Un chercheur veut synthétiser 1 kg de 4-nitrobenzoate d’éthyle.
a. De quelle masse d’acide 4-nitrobenzoïque a-t-il besoin ?
b. Quelle masse récupère t-il à l’état final ?

Sagot :

« Dans un ballon de 250 mL équipé d'un réfrigérent à reflux et d'un système d'agitation, introduire :
-6,8 g d'acide 4-nitrobenzoïque (C7H5O4N, solide) ;
-60 mL d'éthanol absolu (C2H6O, liquide de densité 0,79).
Ajouter quelques goutes d'acide sulfurique (2 H+, SO42-) concentré (catalyseur).
Chauffer à reflux pendant 45 min. Refroidir à la température ambiante ; verser le contenu du ballon sur 100 mL d’une solution aqueuse de souda à 10 % et 100 g de glace pillée, en agitant vigoureusement. Filtrer sur Büchner ; rincer à l’eau glacée.
Avec ses quantités de réactifs, il est possible d’obtenir une masse de 6,0 g de 4-nitrobenzoate d’éthyle (C9H9O4N) et 0,56 mL d’eau. »
1. Ecrire l’équation correspondant à la deuxième étape de la synthèse de la benzocaïne.

-6,8 g d'acide 4-nitrobenzoïque (C7H5O4N, solide) ;
-60 mL d'éthanol absolu (C2H6O, liquide de densité 0,79).
Avec ses quantités de réactifs, il est possible d’obtenir une masse de 6,0 g de 4-nitrobenzoate d’éthyle (C9H9O4N) et 0,56 mL d’eau. »

C7H5O4N(s) + C2H6O(l) -> C9H9O4N(s) + H20(l) 

2. Recopier et compléter le tableau.

Nom des espèces chimiques :***acide 4nitrobenzoique + éthanol absolu -> 4nitrobenzoate d'ethyle + eau
Formule des espèces chimiques : C7H5O4N(s) + C2H6O(l) -> C9H9O4N(s) + H20(l) 
Concentration massique (g/L) : (pour le C7H5O4N(s)) 6,8g/250mL = 27,2g/L
Masse molaire (g/mol) (C7H5O4N(s)) = 6,8g/[7M(C)+5M(H)+4M(O)+M(N)]
Je te laisse l'application numérique ^^
Etat initial :****************m=.......V=.. ........***/////////****/////////////
************************ n=.........n=.........***/////////****/////////////
Etat final :*****************/////////***//////***m=...........V=
*************************/////////***//////***n=............n=
(Pour précision, le tableau est constitué de 5 lignes et de 5 colonnes, les * remplacent les espaces.)
Ton tableau est pas lisible malgré toute ta bonne volonté.
On sait que M=m/n <=> n = m/M
Du reste, tu as des volumes !

3. Le 4-nitrobenzoate d’éthyle est soluble dans l’éthanol, mais pas dans l’eau. Explique pourquoi une solution aqueuse de soude et de la glace sont ajoutées dans le ballon après la synthèse.

On peut imaginer que l'ajout de soude et de glace brise la dissolution du 4-nitrobenzoate d'éthyle : on voit apparaître le produit de synthèse ?
(j'imagine assez une réaction acido-basique entre la soude voire l'eau et l'éthanol)

4. La soude (Na+, HO-) introduite dans le ballon réagit avec le catalyseur afin de le séparer des produits. Compléter l’équation de cette réaction :
2Na+HO- + (2 H+, SO42-)aq --> 2H2O + (2Na+;SO42-) 

5. Un chercheur veut synthétiser 1 kg de 4-nitrobenzoate d’éthyle.
a. De quelle masse d’acide 4-nitrobenzoïque a-t-il besoin ?
6,8 nitrobenzoique -> 6,0 nitrobenzoate
x nitrobenzoique -> 1 000 nitrobenzoate
avec x = 1000*6,8/6
(je te laisse l'AN)

b. Quelle masse récupère t-il à l’état final ? 1kg ?! x) si on compte l'eau, tu peux te rappeler qu'1L d'eau = 1kg
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