Le salicylate de méthyle est employé en parfumerie et comme arôme dans l’alimentation. 

Il fait partie des matières odorantes les plus importantes et est apprécié aussi en raison de ses propriétés analgésiques et antipyrétiques.

La synthèse du salicylate de méthyle, procédé utilisé depuis 1886, se fait à partir de l’acide salicylique et du méthanol.

 Données :

Acide salicylique  :

I- Synthèse de l’ester

1)-  Écrire l’équation de la réaction de synthèse du salicylate de méthyle et encadrer le groupement ester.

2)-  Dans un ballon on introduit :

-  41,4 g d’acide salicylique (ou acide 2-hydroxybenzoique) soit n₁ = 0,300 mol ;

-  18 g de méthanol soit n₂ = 0,560 mol ;

-  1mL d’acide sulfurique concentré.

-  Puis on chauffe à reflux.

a)- Donner les légendes qui correspondent à : (1), (2) et (3)

b)- Quel est le rôle de la partie (1)?

c)- Quel moyen utilise-t-on dans cette expérience pour augmenter le rendement ?

3)-  Au bout de deux heures, on élimine l’excès de méthanol par distillation. 

Dans le mélange restant, on ajoute de l’eau et on décante pour séparer l’ester. 

On lave ensuite plusieurs fois avec une solution diluée d’hydrogénocarbonate de potassium. 

On termine le lavage à l’eau. Après séchage, on recueille 33,0  g d’ester.

a)- Faire le schéma légendé de la verrerie utilisée  lors du lavage avec la solution d’hydrogénocarbonate de potassium. 

Quelle précaution faut-il prendre ?

b)- Calculer le rendement de la synthèse. Discuter.

II- Étude cinétique de la réaction

Pour suivre l’évolution de la réaction, on réalise un deuxième montage, identique au précédent. 

On effectue des prélèvements de 1,00 mL que l’on dose avec une solution d’hydroxyde de sodium. 

A partir du volume V_B de solution d’hydroxyde de sodium versé à l’équivalence,

on calcule la quantité n_A d’acide salicylique restant dans la totalité du mélange réactionnel. 

On obtient les résultats suivants :

1)-  Écrire l’équation de la réaction de dosage de l’acide salicylique restant.

2)-  Établir la relation donnant la quantité de matière n_E d’ester formé à la date t.

Compléter le tableau.

3)-  Tracer la courbe représentant l’évolution de la quantité d’ester formé n_E  en fonction du temps.

Échelles : 1 cm pour  5 min et 1 cm pour 20 mmol.

4)-  Représenter sur le même graphique l’allure de la courbe représentant l’évolution au cours du temps

de la quantité d’ester formé si on réalisait l’estérification sans acide sulfurique. Justifier.

5)-  Sachant que le volume du mélange réactionnel est V = 70 mL, déterminer en mmol.L ^–1.min ^–1,

la vitesse de la réaction aux dates t₁ = 20 min et t₂ = 75 min.

6)-  Expliquer l’évolution de la vitesse. A à partir de quelle date peut-on considérer que l’équilibre est atteint ?

III- Étude de l’état d’équilibre

1)-  A partir du tableau des mesures, dresser le tableau d’avancement de la réaction d’estérification.

2)-  Calculer le quotient de réaction dans l’état initial puis lorsque l’équilibre est atteint. Montrer que K = 4.

3)-  En déduire le rendement de la réaction si l’on fait réagir 0,300 mol d’acide salicylique avec 1.00 mol de méthanol ?