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I. Changement de réactifs.

On a vu dans le cours précédent sur les réactions d'estérification-hydrolyse qu'un état d'équilibre était atteint.

Afin de déplacer l'équilibre du système dans le sens direct, on peut utiliser un excès de l'un des réactifs et/ou éliminer l'un des produits.

Il existe une autre possibilité afin d'éviter que la réaction inverse ait lieu : le changement de réactif.

Estérification : Remplacement de l'acide carboxylique par un anhydride d'acide.

Anhydride d'acide étymologie : an : privatif ; hydride : eau Formule générale : -CO-O-CO- Un anhydride d'acide est obtenu par déshydratation d'acides carboxyliques : 2 CH3CO2H = CH3-CO-O-CO-CH3 + H2O

Hydrolyse : Remplacement de l'eau par l'ion hydroxyde HO^-

Question discussion réponse :

A partir du tableau ci-dessous, indiquez :

- quelle est la molécule responsable de la réaction inverse de l'estérification classique ?
- quelle est la molécule formée lors de l'utilisation de l'anhydride d'acide qui empêche la réaction inverse d'avoir lieu ?
- conclusion : en milieu anhydre la réaction inverse d'……………………….. ne peut pas avoir lieu.

Réponses :

- la molécule responsable de la réaction inverse de l'estérification classique est l'eau.
- la molécule formée lors de l'utilisation de l'anhydride d'acide qui empêche la réaction inverse d'avoir lieu est l'acide éthanoïque.
- conclusion : en milieu anhydre la réaction inverse d'hydrolyse ne peut pas avoir lieu.

Question discussion réponse :

A partir du tableau ci-dessous, répondez aux question suivantes :

- quelle molécule est formée à la place de l'acide carboxylique dans le cas de l'hydrolyse basique ?
- en milieu basique la réaction inverse d'……………………….. ne peut pas avoir lieu.
- L'avancement maximal est-il atteint ?

Réponses :

- la molécule formée à la place de l'acide carboxylique dans le cas de l'hydrolyse basique est l'ion carboxylate.
- en milieu basique la réaction inverse d'estérification ne peut pas avoir lieu.
- l'avancement maximal est atteint car la réaction est totale.

II. Exemple de contrôle de l'évolution de la synthèse d'un ester dans l'industrie : synthèse de l'aspirine.

1. Quelques infos sur l'aspirine.

L'aspirine ou acide acétylsalicylique est un médicament analgésique (lutte contre la douleur), antipyrétique (lutte contre la fièvre), anti-inflammatoire et anti-coagulant.

a. Un peu d'histoire :

b. Etymologie du nom " aspirine " :

c. Formules de l'aspirine :

On reconnaît dans la formule de l'aspirine, les deux fonctions acide carboxylique et ester :

2. Comment contrôler le rendement de la synthèse de l'aspirine ?

Les chimistes disposent de l'acide salicylique pour synthétiser l'aspirine (acide acétylsalicylique).

Question discussion réponse :

Quel produit doit-on utiliser afin d'éviter la réaction inverse de l'estérification ?

Réponse :

On ne doit pas utiliser l'acide éthanoïque car il se formerait de l'eau qui hydrolyserait l'ester formé.

On doit utiliser l'anhydride éthanoïque, qui ne produit pas d'eau.

La synthèse de l'aspirine à partir d'un anhydride d'acide et son identification par chromatographie sur couche mince est vu en TP.

III. Exemple de contrôle de l'hydrolyse d'un ester dans l'industrie : préparations des savons.

1. Un savon, qu'est-ce que c'est ?

Les savons sont des ions carboxylate R-COO- dont la chaîne carbonée R est généralement très longue.

Exemple :

ion oléate :

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH=CH-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-COO^-

2. Comment préparer un savon ?

La préparation d'un savon consiste à effectuer l'hydrolyse d'un triester, appelé corps gras.

a. Qu'est-ce qu'un corps gras ?

Un corps gras dérive d'un acide carboxylique à longue chaîne (acide gras) et du glycérol (propan-1,2,3-triol).

b. Hydrolyse du triester : préparation du savon.

Le problème qui se pose est l'existence de la réaction inverse de l'hydrolyse : l'estérification.

Si on utilise l'eau pour hydrolyser le triester, il se formera un alcool (glycérol) et un acide carboxylique (acide gras) susceptible de réagir entre-eux.

Pour éviter cette réaction inverse, on effectue une hydrolyse basique.

Question discussion réponse

Compléter l'équation bilan de l'hydrolyse basique du triester :

Réponse :

3. Propriété détergente des savons.

a. Il existe une relation " structure - propriété " remarquable chez les savons.

En effet, ils comportent deux parties distinctes :

Hydrophobe : qui n'aime pas l'eau
Hydrophile : qui aime l'eau

Lipophile : qui aime les graisses
Lipophobe : qui n'aime pas les graisses

Cette dualité de structure " qui aime l'eau " et " qui aime les graisses ", confère aux savons leur propriété détergente.

Le savon peut exister dans l'eau grâce à sa partie hydrophile et s'accrocher aux graisses par sa partie hydrophobe.

Les savons forment dans l'eau des structures appelées micelles.

Question discussion réponse :

Légender le schéma ci-dessus représentant des micelles de savon dans l'eau en indiquant quelles sont les parties hydrophile et hydrophobe.

Réponse :

b. Les différentes étapes du lavage d'un tissu avec un savon.

1ère étape : le savon a sa structure en micelle dans l'eau.
2ème étape : le micelle entoure la graisse par ses parties lipophiles (hydrophobes)
3ème étape : la graisse est emporté par les eaux de lavage enfouie dans la partie lipophile du savon.

c. Pourquoi un savon lave moins bien dans une eau dure ?

Le savon en présence d'une eau riche en ion calcium Ca²⁺ et/ou magnésium Mg²⁺, précipite, c'est à dire qu'il forme des agrégats avec les ions.
Il perd ainsi son pouvoir détergent.

Remarque : cette propriété est utilisé pour extraire le savon lors d'une sythèse.
En effet, le savon obtenu lors de la synthèse est solubilisé dans l'eau.
On le verse dans une solution saturée de chlorure de sodium. Ainsi, il précipite et on le récupère par filtration.