Fermentation alcoolique et acétique – estérification
SciencesRéactions chimiques14–15 ansLaboratoire virtuel
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À suivre dans Réactions chimiques
Une cuve de fermentation contient une solution de glucose : ajoutez la levure et des bulles de CO₂ montent tandis que la quantité d'éthanol augmente jour après jour. La simulation calcule l'éthanol formé selon C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ et en déduit le degré alcoolique, égal au volume d'éthanol divisé par le volume de solution, multiplié par 100. Passez à l'étape de fermentation acétique pour oxyder l'éthanol en acide acétique et suivre la concentration du vinaigre, ou à l'étape d'estérification pour chauffer l'acide avec l'alcool en présence de H₂SO₄ concentré et former un ester odorant. Faites varier la température pour voir que la levure travaille le mieux vers 30 °C et meurt au-dessus de 40 °C.
Leçon : Éthanol, acide acétique et estérification
Ce qu’elle montre
La levure fait fermenter le glucose en l'absence d'oxygène : C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, donc 180 g de glucose donnent au plus 92 g d'éthanol. Le modèle convertit la masse d'éthanol en volume grâce à sa masse volumique, 0,789 g/mL, et exprime le degré alcoolique en volume d'éthanol pour 100 volumes de solution. La levure est la plus active vers 30 °C et s'arrête au-dessus de 40 °C ou vers 14°. Deux étapes suivent : des bactéries acétiques oxydent l'éthanol en acide acétique, et l'estérification de l'acide par l'éthanol, catalysée par H₂SO₄ concentré, atteint l'équilibre avec un rendement d'environ 67 %.
Mode d’emploi
Commencez par l'étape Fermentation alcoolique et regardez sur le graphique le sucre restant baisser et le degré alcoolique monter tandis que des bulles de CO₂ s'échappent. Réglez le curseur Température vers 15 °C, 30 °C et 45 °C en cliquant chaque fois sur Nouveau lot pour comparer l'activité de la levure. Déplacez le curseur Sucre pour vérifier si plus de glucose donne toujours plus d'éthanol. Cliquez sur Étape suivante pour la fermentation acétique puis l'estérification, et lisez les masses dans la ligne d'équations.
Paramètres modifiables
- Étape Fermentation alcoolique : glucose → éthanol + CO₂, Fermentation acétique : éthanol + O₂ → acide acétique, Estérification : acide + alcool ⇌ ester + eau
- Concentration initiale en glucose 50–300 g/L
- Température d'incubation 10–45 °C
- Volume de solution 0,5–5 L
- Vitesse de simulation 0,2–2 jours/s
Questions à explorer
- Pourquoi ne se forme-t-il presque pas d'éthanol quand le mélange est maintenu à 45 °C ?
- Quelle masse d'éthanol se forme lorsque 180 g de glucose fermentent complètement ?
- Pourquoi le rendement de l'estérification plafonne-t-il vers 67 %, même après un long chauffage ?
