Sujet Physique-Chimie — Terminale — Pondichéry — Bac 2016

EXERCICE I : LE DIESTER® (4 points) Un agrocarburant est un carburant obtenu à partir de ressources issues de l'agriculture, par opposition aux carburants issus de ressources fossiles. Il vient en complément ou en substitution du combustible fossile. Développé dans les années 80, le Diester® (marque déposée provenant de la contraction de « DIESel » et « esTER ») est le nom donné au premier agrocarburant issu essentiellement de la transformation des huiles de colza et de tournesol, végétaux cultivés en France. Schéma de la chaîne de fabrication d’un carburant à base de Diester® D’après Au-delà de sa teneur quasi nulle en soufre, le Diester® contribue à la lutte contre le réchauffement climatique avec un bilan carbone réputé plus favorable que le gazole fossile. Néanmoins, ces agrocarburants de première génération ont un bilan controversé du fait de l'occupation de terres cultivables et de la remise en cause de leur neutralité environnementale. L’objet de cet exercice est l’étude de la synthèse du Diester® à partir de l’huile de colza. LA TRANSFORMATION DE L’HUILE DE COLZA L’huile de colza est un mélange d’esters d’acide gras. Dans un souci de simplification, on l’assimilera à son constituant majoritaire, le trioléate de glycéryle. La modification de cette huile est nécessaire pour le fonctionnement d’un moteur diesel. Elle va donc subir une transformation appelée transestérification en présence d’un excès de méthanol et d’hydroxyde de potassium de formule KOH. On obtient l’oléate de méthyle qui sera assimilé au Diester® ainsi qu'un produit dérivé, la glycérine. L’équation chimique de la réaction modélisant cette transformation est écrite ci-après : H C O CO C H H C OH 2 17 33 2 HC O CO C 17 H 33 + H 3 C OH 3 H 3 C O CO C 17 H 33 + HC OH H C O CO C H H C OH 2 17 33 2 Trioléate de glycéryle Méthanol Oléate de méthyle Glycérine assimilé à l’huile de colza assimilé au Diester® 16 PYSCSIN1 2/12 Données Caractéristiques Gazole Huile de colza Diester® physico-chimiques Masse volumique (kg/m3 à 15°C) 820 - 860 920 880 Viscosité à 40°C (en mm/s) 2 - 4,5 30,2 4,5 Indice de cétane 51 35 49 - 51 Teneur en soufre (mg/kg) 350 ≈ 0 ≈ 0 L'indice de cétane évalue la capacité d'un carburant à s'enflammer sur une échelle de 0 à 100. Il est particulièrement important pour les moteurs diesel