PREPARATION DE L’ACIDE BENZOÏQUE
par oxydation de l'acétophénone.
1) Données :
Acétophénone (ou méthylphénylcétone, ou
phényléthanone) :
M = 120,15 g.mol-1
; Teb = 200-204 °C ; Tf = 20 °C ; d = 1,028.
Insoluble dans l’eau, soluble dans l’éthanol
et le dichlorométhane.
Irritant pour la peau et les yeux
Ethanol absolu
:
M = 46,1 g.mol-1
; d = 0,79 ; Teb= 78 °C
Miscible à l’eau, l’éther, l’acétone.
Facilement inflammable.
Eau de Javel à 30° chlorométrique :
Concentration de 1,28 mol.L-1
en dichlore.
On considérera l’eau de Javel comme une solution
de dichlore en milieu basique.
Extrêmement corrosif ; en cas de contact avec les
yeux ou la peau, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau.
Susceptible de dégager du dichlore
(gaz très toxique) en milieu acide.
Acide benzoïque
:
M = 122,1 g.mol-1
; Tf à déterminer.
Peu soluble dans l’eau à froid, très soluble à
froid dans l’éthanol.
pKa = 4,2
Hydrogénosulfite de sodium :
M = 104 g.mol-1
; solution à 25 % en masse.
Irritant pour la peau, les yeux et les voies
respiratoires.
Réducteur. Peut notamment réduire les dihalogènes en ions halogénure.
Hydroxyde de sodium :
M = 40,0 g.mol-1.
Provoque des brûlures.
Acide chlorhydrique concentré :
M = 36,5 g.mol-1
; d = 1,18 ; pureté en masse : 35%.
Provoque des brûlures, irritant pour les voies
respiratoires.
Dichlorométhane :
M = 84,9 g.mol-1;
d = 1,33 ; Teb = 39 °C
Nocif par inhalation. Éviter le contact avec la peau.
Chloroforme (trichorométhane) :
Soluble dans les solvants organiques (éther, dichlorométhane …) ; insoluble dans l’eau.
Couples redox : Cl2/Cl-
; SO42- / HSO3-
2) Mode opératoire :
2-1) Oxydation de l’acétophénone par le chlore en milieu basique.
• Dans un ballon tricol
de 250 mL, muni d’un système d’agitation, d’un
réfrigérant à reflux et d’une ampoule de coulée, introduire 65 mL d’eau de Javel concentrée.
• En agitant, introduire 1,5 g de soude.
Attendre la dissolution de tout le solide.
• Ajouter goutte à goutte 3,0 mL d’acétophénone, en 5 minutes environ.
• Agiter le mélange pendant 50 minutes. L’échauffement
du mélange réactionnel doit rester léger.
2-2) Isolement du produit brut.
• Lorsque la réaction est terminée, ajouter
rapidement, en maintenant l’agitation, 8 mL de
solution d’hydrogénosulfite de sodium (NaHSO3)
à 25 %.
• Verser le mélange dans un bécher et refroidir
vers 10 °C (mélange eau-glace).
• Transvaser le mélange refroidi dans une
ampoule à décanter.
• Laver deux fois la phase aqueuse avec 10 mL de dichlorométhane.
• Récupérer dans un bécher la phase aqueuse. Ne
pas jeter la phase organique avant la fin du TP.
• Sous la hotte, ajouter à la phase aqueuse, par
petites portions, de l’acide chlorhydrique concentré jusqu’à
pH = 1 environ. Refroidir le bécher avec un bain de glace pendant cet ajout.
• Filtrer sur büchner
et laver avec un minimum d’eau glacée.
• Essorer le solide, puis sécher sur papier
filtre.
• Mettre à sécher à l'étuve réglée à 80 °C une
masse m1 égale à environ 0,5 g de produit brut.
• Peser la masse m’1 de produit
brut sec (à masse constante).
2-3) Purification.
• Recristalliser la masse m2 de
produit brut restant dans le mélange eau/éthanol fourni. Noter le volume V de
solvant utilisé pour la recristallisation.
• Filtrer sur büchner.
• Sécher le produit purifié à l’étuve
réglée à 80 °C.
• Peser et noter la masse m’2 de
produit purifié et sec.
2-4) Contrôles de pureté.
• Réaliser
une CCM sur gel de silice.
- Déposer sur la plaque :
a) l’acétophénone de
référence en solution à 1 % dans le dichlorométhane
(fourni) ;
b) l’acide benzoïque de
référence en solution à 1 % dans le dichlorométhane
(fourni) ;
c) le produit pur sec en solution
à 1 % dans le dichlorométhane (à préparer).
- Eluer avec du dichlorométhane.
- Révéler sous la lampe UV (254 nm)
• Déterminer la température de fusion du produit purifié sec.