đŻ Copie 20/20 â Sous-thĂšme 2 : Le rendement η = n_exp/n_thĂ©o & le rendement global
Apprends le bleu par cĆur, branche l'orange.
INVARIANT mot pour mot Ă chaque fois
VARIABLE la seule case qui change
RĂSULTAT / CONCLUSION
â Carte du chapitre 12
A · CARTOGRAPHIE đșïž Place & frĂ©quence
Mesurer l'efficacitĂ© d'une synthĂšse. Le rendement η compare la quantitĂ© de produit rĂ©ellement obtenue (nexp) Ă la quantitĂ© maximale attendue (nthĂ©o, si le rĂ©actif limitant Ă©tait totalement consommĂ©) : η = nexp/nthĂ©o = mexp/mthĂ©o (entre 0 et 1, Ă100 en %). Il faut savoir identifier le rĂ©actif limitant, calculer nexp = m/M, puis η. Pour une synthĂšse en plusieurs Ă©tapes, le rendement global est le produit des rendements : ηglobal = ηâ à ηâ à ⊠â toujours infĂ©rieur Ă celui de chaque Ă©tape. Calcul de rendement = question quasi certaine, souvent notĂ©e sur plusieurs points.
| Ce qu'on te demande | Formulations | Fréquence |
|---|
| DĂ©finir le rendement | « Obtenu / maximal » | đ„đ„đ„ |
| Identifier le rĂ©actif limitant | « Quel rĂ©actif limite ? » | đ„đ„đ„ |
| Calculer η | « DĂ©terminer le rendement » | đ„đ„đ„ |
| Rendement global | « ηâ à ηâ » | đ„đ„đ„ |
| InterprĂ©ter (pourquoi < 100 %) | « Commenter » | đ„đ„ |
A · CARTOGRAPHIE â Toutes les questions-types
DĂšs que tu lis le mot vert, sors la copie.
QT1 â « dĂ©finir le rendement » â obtenu / maximal attendu.
QT2 â « formule » â η = nexp/nthĂ©o = mexp/mthĂ©o.
QT3 â « rĂ©actif limitant » â fixe nthĂ©o (totalement consommĂ©).
QT4 â « quantitĂ© obtenue » â nexp = mexp/M.
QT5 â « calculer η » â nexp/nthĂ©o Ă100.
QT6 â « rendement global » â ηglobal = ηâ à ηâ Ă âŠ
QT7 â « AN global » â 0,80 Ă 0,75 = 0,60.
QT8 â « pourquoi < 100 % » â transfo non totale et/ou pertes.
B · LE CĆUR âïž Les copies prĂ©-rĂ©digĂ©es â Ă apprendre
Fil rouge = une estĂ©rification avec 0,20 mol d'acide + 0,25 mol d'alcool â m = 18,2 g d'ester (M = 130 g·molâ»Âč). Le jour J tu ne changes que l'orange.
QT1 â La dĂ©finition du rendementđ„đ„đ„
On a : le rendement η compare la quantité de produit réellement obtenue à la quantité maximale attendue (réactif limitant totalement consommé).
QT2 â La formuleđ„đ„đ„
soit : η = nexp/nthĂ©o = mexp/mthĂ©o (0 †η †1, soit Ă100 en %).
QT3 â Le rĂ©actif limitant â n_thĂ©ođ„đ„đ„
or l'Ă©quation est acide + alcool â ester + eau (1 mol pour 1 mol) ; n(acide) = 0,20 < n(alcool) = 0,25, donc le limitant est l'acide et nthĂ©o = 0,20 mol.
QT4 â La quantitĂ© obtenue n_expđ„đ„đ„
On calcule : nexp = mexp/M = 18,2 / 130 = nexp = 0,140 mol.
QT5 â Le calcul du rendementđ„đ„đ„
D'oĂč : η = nexp/nthĂ©o = 0,140 / 0,20 = 0,70, soit η â 70 %.
QT6 â Le rendement global (formule)đ„đ„đ„
On retient : pour une synthĂšse en plusieurs Ă©tapes, le rendement global est le produit des rendements de chaque Ă©tape : ηglobal = ηâ à ηâ Ă âŠ
QT7 â AN : le rendement globalđ„đ„đ„
On applique : pour deux Ă©tapes ηâ = 80 % et ηâ = 75 %, ηglobal = 0,80 Ă 0,75 = 0,60, soit 60 %.
QT8 â L'interprĂ©tationđ„đ„
On conclut : le rendement global (60 %) est toujours inférieur à celui de chaque étape ; multiplier les étapes « coûte » du rendement. Un η < 100 % vient d'une transformation non totale et/ou de pertes aux étapes de traitement.
B · APPUI VISUEL đ Le rendement (obtenu / maximal) & le global
η = nexp/nthĂ©o = mexp/mthĂ©o · ηglobal = ηâ à ηâ Ă âŠ
MĂ©mo : nthĂ©o fixĂ© par le rĂ©actif limitant ; nexp = m/M ; η â [0 ; 1] Ă100 ; le global = produit, toujours plus petit.
C · LES BRIQUES đ Le rendement
η = nexp/nthĂ©o = mexp/mthĂ©o · ηglobal = ηâ à ηâ Ă âŠ
| grandeur | expression |
|---|
| nthéo | fixé par le réactif limitant (totalement consommé) |
| nexp | mexp / M |
| rendement η | nexp / nthĂ©o (Ă100 en %) |
| rendement global | ηâ à ηâ à ⊠(< chaque Ă©tape) |
| AN estérification | 0,140 / 0,20 = 70 % |
- Toujours identifier le rĂ©actif limitant pour nthĂ©o (coeff. stĆchiomĂ©triques).
- nexp = mexp/M ; garder la mĂȘme unitĂ© (mol ou g) au numĂ©rateur et dĂ©nominateur.
- η â [0 ; 1] ; Ă100 pour un pourcentage.
- ηglobal = produit des rendements â toujours infĂ©rieur Ă chaque Ă©tape.
- η < 100 % : transformation non totale et/ou pertes au traitement.
D · RĂFLEXES â ïž Les piĂšges du correcteur
- đ« nthĂ©o = quantitĂ© du rĂ©actif limitant (avec les coefficients stĆchiomĂ©triques).
- đ« nexp = m/M (bien prendre la masse molaire du produit).
- đ« MĂȘme unitĂ© au numĂ©rateur et dĂ©nominateur (mol/mol ou g/g).
- đ« η †1 (ou †100 %) : un rendement > 100 % est impossible.
- đ« Rendement global = produit (pas la moyenne, pas la somme) des rendements.
- đ« η < 100 % : rĂ©action non totale et/ou pertes (ne pas oublier de commenter).
E · BARĂME đŻ OĂč sont les points
| Ce qui rapporte | Points |
|---|
| Identifier le réactif limitant (nthéo) | 0,5 pt |
| nexp = m/M | 0,5 pt |
| η = nexp/nthéo (AN) | 0,5 pt |
| Rendement global (produit) + commentaire | 0,5 pt |
E · ENTRAĂNEMENT đź QCM type-bac â rendement
ĂnoncĂ©s ancrĂ©s dans tes vrais sujets. RĂ©ponds, puis « voir le sujet corrigĂ© ».
E · ENTRAĂNEMENT đ Le minimum vital
- 1ïžâŁ η = nexp/nthĂ©o = mexp/mthĂ©o (0 â 1, Ă100 en %).
- 2ïžâŁ nthĂ©o = quantitĂ© du rĂ©actif limitant (totalement consommĂ©).
- 3ïžâŁ nexp = mexp/M (masse molaire du produit).
- 4ïžâŁ Rendement global : ηglobal = ηâ à ηâ à ⊠(< chaque Ă©tape).
- 5ïžâŁ AN : 0,140/0,20 = 70 % ; 0,80 Ă 0,75 = 60 %.
Chapitre 12 â ThĂšme 3 Ă 2/3 (7/12) â
Prochain sous-thÚme : ThÚme 3 · ST3 « Optimiser : vitesse (facteurs cinétiques) & rendement (excÚs / élimination, Q_r < K) ; écoresponsable ».