Page 359 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie Il ■ Chimie organique descriptive

Les lois du déplacement des équilibres sont exposées dans tous les manuels de chimie physique ou
générale (voir par exemple, le Cours de Chimie physique, chap. 16 et l 7)
,

Dans le cas del' estérification, la température est sans effet car la réaction est pratiquement « ather-
mique » (chaleur, ou enthalpie, de réaction nulle). Le seul intérêt d'élever la température est d'at-
teindre l'état d'équilibre plus rapidement, mais sa composition n'est pas modifiée. La pression est
également sans effet, parce que la réaction ne s'accompagne pas d'une variation de volume
significative.
Mais on peut modifier l'équilibre final pour obtenir une plus grande quantité d'ester en utilisant un
excès de l'un des réactifs (celui qui est le moins cher) par rapport à l'autre. Celui qui est «en défaut»
peut alors être estérifié à peu près totalement, et l'excès inutilisé del' autre est récupérable. Ainsi, avec
1 mole d'un alcool primaire et 10 moles d'acide, on obtient 0,97 mole d'ester (le taux d'estérification
de l'alcool est 97 %,et il reste 9,03 moles d'acide récupérables).
Le même résultat peut être obtenu en éliminant l'un des produits de la réaction au fur et à mesure
de sa formation. Un procédé très couramment employé pour rendre l'estérification complète (même
sans excès de l'un des réactifs) est d'éliminer!' eau, par diverses techniques (fig 15.1).

Figure 15.1 La technique
de l'estérification.
R
Pour éliminer au fur et à mesure de sa formation
l'eau qui résulte de l'estérification, on peut ajouter
du toluène au mélange d'acide et d'alcool, et opérer
1 vapeurs à la température d'ébullition du mélange. Le toluène,
mélange ] condensée l'eau et l'alcool forment un « azéotrope », c'est-à-
vapeurs
-...... dire qu'ils distillent ensemble, dans des proportions
constantes, et ainsi l'eau se trouve entraînée dans la
DS
phase gazeuse. Après refroidissement et condensa-
tion (au cours de son passage dans le réfrigérant R),
le mélange qui s'est vaporisé est recueilli dans un
séparateur Dean-Stark DS, où il décante en phases :
la phase supérieure est constituée de toluène, qui
est renvoyé dans le ballon ; la phase inférieure, qui
contient l'eau et un peu d'alcool, est soutirée.
On calcule la quantité d'alcool à utiliser en tenant compte
de la perte qui se produit ainsi.

L'étude expérimentale du mécanisme del' estérification offre un exemple de l'une des méthodes
de détermination des mécanismes réactionnels, la méthode du marquage isotopique.
Il n'est pas possible de savoir apriori si la molécule d'eau formée dans la réaction contient le groupe
OH del' acide ou celui del' alcool. Pour le savoir, on effectue la réaction avec un alcool, préparé spécia-
1
lement, dans lequel F oxygène est l'isotope lO (au lieu de l'isotope « normal » O), et on peut mettre
en évidence que cet oxygène « lourd » se retrouve dans la molécule del' ester, non dans celle d'eau. La
réaction comporte donc les coupures de liaisons suivantes (O désignant l'oxygène lO):

' '
R CI OH+R O-'-H <5
Il ' '
0

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