Exercice I
Ces procédés ont en commun le fait qu’ils utilisent les mêmes matières premières et qu’ils se déroulent tous deux à hautes températures.
Ils ont également le même objectif à savoir transformer un mélange d’hydrocarbures saturés en mélange d’hydrocarbures insaturés.
La principale différence réside dans la nature des produits obtenus. Ce sont eux qui permettent souvent de définir s’il s’agit d’un craquage ou d’un reformage.
La production de produits aromatiques est l’objectif principal du reformage.
La production d’oléfines plus légère est celle du craquage.
Le reformage s’opère à haute pression afin de favoriser la cyclisation puis l’aromatisation des alcanes.
Le vapocraquage s’effectue sous des pressions plus faibles.
2. Le reformage de l’heptane
\({C_7}{H_{16}} \to \) \({C_6}{H_5} - C{H_3} + 4{H_2}\)
3.a La déshydrocyclisation de l’hexane
\(C{H_3} - {(C{H_2})_4}\) \( - C{H_3} \to \) \({C_6}{H_6} + 4{H_2}\)
3.b L’isomérisation de l’octane
Le produit obtenu est le 2,2,4-triméthylpentane.
3.c La cyclisation de l’hexane
3.d Le vapocraquage du butane en éthène à 800 °C sous Pression atmosphérique
\({C_4}{H_{10}} \to \) \(2C{H_2} = C{H_2} + {H_2}\)
Exercice II
1.1 Vapocraquage du butane
\({C_4}{H_{10}} \to C{H_3} - \) \(CH = CH - C{H_3}\) \( + {H_2}\)
\({C_4}{H_{10}} \to \) \(C{H_3} - C{H_2} - CH\) \( = C{H_2} + {H_2}\)
Les produits sont : but-1-ène (ou but-2-ène) et dihydrogène.
\({C_4}{H_{10}} \to {C_3}{H_6} + C{H_4}\)
Les produits sont : propène et méthane.
\({C_4}{H_{10}} \to 2{C_2}{H_4} + {H_2}\)
Les produits sont : éthène et dihydrogène.
2.1 Équations de réaction
Le produit est le 2,2 -diméthylbutane
Le produit est le méthylcyclopentane
2.2. Modification de la chaine carbonée sans modifier le nombre d’atomes de carbone : isomérisation (reformage)
2.3. Modification de la chaîne carbonée sans modifier le nombre d’atomes de carbone : cyclisation ( reformage )
Exercice VII
1. But de la distillation fractionnée est de séparer les différents constituants d’un mélange de liquides miscibles
Le principe de la distillation est basé sur le fait que, Si on chauffe un mélange de liquides, le liquide le plus volatil, celui qui a la température d'ébullition (Téb) la plus basse s'échappera le premier.
2. La température d’ébullition des alcanes linéaires augmente avec le nombre d’atome de carbone qui les constitue.
3.a De ce fait , les distillats sont recueillis dans l’ordre suivant :
Le pentane Teb = 36 oC), volume recueilli v=20 mL.
L’hexane Teb = 70 oC), volume recueilli v=10 mL.
L’heptane Teb = 95 oC), volume recueilli v=15 mL.
3.b. Pour bien séparer les différents constituants dans différents récipients, il faut placer un thermomètre en tête de colonne (en haut) juste avant le réfrigérant, en effet tant que le même constituant s’échappera par le réfrigérant alors la température
indiqué par le thermomètre restera constante. Si la température s’élève à nouveau cela signifiera qu’un autre constituant ayant une température d’ébullition plus élevée commence
à s’échapper à son tour du dispositif.
Le thermomètre indique la température d’ébullition de l’espèce chimique qui est en train de se vaporiser.
La totalité du troisième distillat n’a pas été recueillie. Il reste un volume
V=60-20-10-15=15 mL
Schéma annoté de distillation de l’eau et de l’acétone
