Soit un protocole simplifié d'élaboration de l'acide benzoïque (\ce{C7H6O2}) :
- Placer dans un ballon de 250 mL : quelques grains de pierre ponce, 2 g de carbonate de sodium ; 4,5 g de permanganate de potassium ; 100 mL d'eau distillée ; 2,5 mL d'alcool benzylique (\ce{C7H8O}). Bien agiter.
- Adapter et mettre en route le réfrigérant à eau.
- Chauffer doucement pendant environ 30 min. Constater la formation du solide marron de dioxyde de manganèse.
- Lorsque la réaction est terminée, laisser refroidir. Pour cela baisser le support et retirer le chauffe-ballon, puis après quelques minutes passer le ballon sous un filet d'eau froide.
- Filtrer sur Büchner le mélange obtenu.
- On récupère le filtrat, quasiment incolore car le permanganate introduit en défaut a totalement réagi. Pour éviter tout retour d'eau, démonter le tuyau avant d'arrêter la pompe.
- Verser le filtrat dans un grand bécher (250 mL)
- Sous la hotte, acidifier le mélange en ajoutant progressivement, par petites quantités et en agitant, 20 mL d'acide chlorhydrique concentré. L'addition d'acide provoque un dégagement gazeux (ajouter plus d'acide si la précipitation n'est pas terminée).
- Placer le précipité dans un verre de montre, préalablement pesé vide.
- Porter le tout dans l'étuve ( à 70°C).
- Mesurer la masse du produit sec obtenu.
- Déterminer son point de fusion sur banc Köfler (si l'acide benzoïque est sec et pur on doit retrouver la valeur théorique).
En quoi consistent les étapes de transformation, de traitement et d'identification dans ce protocole ?
Quelle est l'équation bilan de la réaction de synthèse ?
Sachant que la quantité de matière initiale d'alcool benzylique utilisée est de 4{,}0\times 10^{-2} mol, quelle est la quantité de matière obtenue théorique d'acide benzoïque ?
On obtient une quantité de matière de 3{,}6 \times 10^{-2} mol.
Quel est alors le rendement de cette synthèse ?