Question

L'acétate d'éthyle $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_3$ (un ester) réagit en solution avec la soude (réaction de saponification); l'équation stœchiométrique de la réaction s'écrit : $$ \mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_3+\mathrm{NaOH}=\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{Na}+\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH} $$ Pour étudier la loi de vitesse de cette réaction, on la réalise à $25^{\circ} \mathrm{C}$, avec des concentrations initiales égales des deux réactifs : $1.10^{-1} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~L}^{-1}$, et on suit sa progression en dosant à divers moments la soude restante. Ces dosages sont effectués avec de l'acide chlorhydrique M/100 $\left(1.10^{-2}\right.$ mol.L $\left.{ }^{-1}\right)$, sur des échantillons de $20 \mathrm{~mL}$ prélevés dans le mélange réactionnel. Les volumes de $\mathrm{HCl}$ nécessaires sont les suivants : $$ \begin{array}{lcccccc} \text { temps } t / \mathrm{min} & 10 & 20 & 30 & 40 & 60 & 120 \\ \text { volume } \mathrm{HCl} / \mathrm{mL} & 57,2 & 33,4 & 23,6 & 18,2 & 12,5 & 6,5 \end{array} $$ a) Quel est l'ordre global de la réaction ? Peut-on déduire de ce résultat les ordres partiels par rapport aux deux réactifs? b) Quelle est la valeur de son coefficient de vitesse ? Quelle est celle de sa vitesse initiale? c) Combien de temps faudra-t-il pour que l'ester soit saponifié à $90 \%$ ? d) L'énergie d'activation de la réaction valant $60 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$, en combien de temps le même résultat serait-il atteint à $50^{\circ} \mathrm{C}$ ?

   L'acétate d'éthyle $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_3$ (un ester) réagit en solution avec la soude (réaction de saponification); l'équation stœchiométrique de la réaction s'écrit :
$$
\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_3+\mathrm{NaOH}=\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{Na}+\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH}
$$

Pour étudier la loi de vitesse de cette réaction, on la réalise à $25^{\circ} \mathrm{C}$, avec des concentrations initiales égales des deux réactifs : $1.10^{-1} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~L}^{-1}$, et on suit sa progression en dosant à divers moments la soude restante. Ces dosages sont effectués avec de l'acide chlorhydrique M/100 $\left(1.10^{-2}\right.$ mol.L $\left.{ }^{-1}\right)$, sur des échantillons de $20 \mathrm{~mL}$ prélevés dans le mélange réactionnel. Les volumes de $\mathrm{HCl}$ nécessaires sont les suivants :
$$
\begin{array}{lcccccc}
\text { temps } t / \mathrm{min} & 10 & 20 & 30 & 40 & 60 & 120 \\
\text { volume } \mathrm{HCl} / \mathrm{mL} & 57,2 & 33,4 & 23,6 & 18,2 & 12,5 & 6,5
\end{array}
$$
a) Quel est l'ordre global de la réaction ? Peut-on déduire de ce résultat les ordres partiels par rapport aux deux réactifs?
b) Quelle est la valeur de son coefficient de vitesse ? Quelle est celle de sa vitesse initiale?
c) Combien de temps faudra-t-il pour que l'ester soit saponifié à $90 \%$ ?
d) L'énergie d'activation de la réaction valant $60 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$, en combien de temps le même résultat serait-il atteint à $50^{\circ} \mathrm{C}$ ?
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Les cours de Paul Arnaud - Exercices résolus de chimie physique
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Paul Arnaud,… 3rd Edition
Chapter 19, Problem 11 ↓

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L'acétate d'éthyle $\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_3$ (un ester) réagit en solution avec la soude (réaction de saponification); l'équation stœchiométrique de la réaction s'écrit : $$ \mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{CH}_2 \mathrm{CH}_3+\mathrm{NaOH}=\mathrm{CH}_3 \mathrm{CO}_2 \mathrm{Na}+\mathrm{CH}_3 \mathrm{CH}_2 \mathrm{OH} $$ Pour étudier la loi de vitesse de cette réaction, on la réalise à $25^{\circ} \mathrm{C}$, avec des concentrations initiales égales des deux réactifs : $1.10^{-1} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~L}^{-1}$, et on suit sa progression en dosant à divers moments la soude restante. Ces dosages sont effectués avec de l'acide chlorhydrique M/100 $\left(1.10^{-2}\right.$ mol.L $\left.{ }^{-1}\right)$, sur des échantillons de $20 \mathrm{~mL}$ prélevés dans le mélange réactionnel. Les volumes de $\mathrm{HCl}$ nécessaires sont les suivants : $$ \begin{array}{lcccccc} \text { temps } t / \mathrm{min} & 10 & 20 & 30 & 40 & 60 & 120 \\ \text { volume } \mathrm{HCl} / \mathrm{mL} & 57,2 & 33,4 & 23,6 & 18,2 & 12,5 & 6,5 \end{array} $$ a) Quel est l'ordre global de la réaction ? Peut-on déduire de ce résultat les ordres partiels par rapport aux deux réactifs? b) Quelle est la valeur de son coefficient de vitesse ? Quelle est celle de sa vitesse initiale? c) Combien de temps faudra-t-il pour que l'ester soit saponifié à $90 \%$ ? d) L'énergie d'activation de la réaction valant $60 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$, en combien de temps le même résultat serait-il atteint à $50^{\circ} \mathrm{C}$ ?
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Activation Energy and Temperature Effects
Activation energy is the minimum energy required for a reaction to occur, and it plays a crucial role in determining the temperature dependence of the reaction rate. Through the Arrhenius equation, one can understand and quantify how changes in temperature influence the rate constant and thus the overall reaction dynamics.
Titration Analysis
Titration is an analytical method used to determine the concentration of a substance in a solution. In the context of kinetics, titration data of a reactant or product over time can be used to follow the progress of the reaction and thereby deduce kinetic parameters such as the rate constant.
Reaction Kinetics
This concept deals with the study of the speed at which chemical reactions occur and the factors that influence these rates. It includes understanding how reactant concentrations, temperature, and catalysts affect the rate, and how these relationships can provide insights into the reaction mechanism.
Rate Law
The rate law is an equation that expresses the reaction rate as a function of the concentrations of the reactants, each raised to a power that represents its order in the reaction. It helps in determining both the overall order of the reaction and, in some cases, the individual (partial) orders with respect to each reactant.
Integrated Rate Laws
Integrated rate laws relate the concentration of reactants to time for a given reaction order. They are used to analyze experimental data, determine the rate constant, and predict the concentration of species at any given time, which is essential for calculating reaction times and extents of reaction.

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question-1-15-marks-the-saponification-of-ethyl-acetate-chcoochs-with-sodium-hydroxide-naoh-is-an-irreversible-liquid-phase-reaction-that-can-be-represented-by-the-following-equation-naoh-ch-96458

The saponification of ethyl acetate (CH3COOC2H5) with sodium hydroxide (NaOH) is an irreversible liquid-phase reaction that can be represented by the following equation: NaOH + CH3COOC2H5 -> CH3COONa + C2H5OH (a) Write the equations that relate the rate of consumption of sodium hydroxide and ethyl acetate with the rate of formation of sodium acetate (CH3COONa) and ethanol (C2H5OH). [2 Marks] (b) If at a particular point, the rate of consumption of sodium hydroxide is 2.73x10^-6 mol/L.s, what is the rate of formation of sodium acetate and ethanol? [2 Marks] (c) If the reaction rate constant has units k[=]L/mol.s, what is the overall reaction order? [2 Marks] (d) The activation energy for this reaction is 11.55 kcal/mol. At 298 K, the reaction rate constant (k) for the reaction is 0.109 L/mol.s. Assuming Arrhenius temperature dependence: i. Evaluate all the constants appearing in the Arrhenius expression. [3 Marks] ii. Use the result in Part (d)(i) to compare the increase in the reaction rate constant (k) when the temperature increases from 298 K to 308 K to the increase in the reaction rate constant (k) when the temperature increases from 343 K to 353 K. [6 Marks]

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