Acétate d'éthyle

L'acétate d'éthyle, aussi appelé éthanoate d'éthyle, est un liquide organique, à l'odeur caractéristique fruitée. C'est un ester utilisé principalement comme solvant. On le trouve, à l'état naturel, en faibles quantités dans le rhum et dans les raisins endommagés par la grêle^{[réf. nécessaire]}.

Acétate d’éthyle

Représentations plane et 3D de l’acétate d’éthyle.

Identification

Nom UICPA

acétate d’éthyle

Synonymes

acétate éthylique
éthanoate d’éthyle
éther acétique

N^o CAS

141-78-6

N^o ECHA

100.005.001

N^o CE

205-500-4

PubChem

8857

N^o E

E1504

Apparence

liquide incolore, d’odeur fruitée[1]

Propriétés chimiques

Formule

C₄H₈O₂ [Isomères]

Masse molaire[2]

88,1051 ± 0,0044 g/mol
C 54,53 %, H 9,15 %, O 36,32 %,

pKa

25

Moment dipolaire

1,78 ± 0,09 D [3]

Diamètre moléculaire

0,539 nm [4]

Propriétés physiques

T° fusion

−83,6 °C (189,55 K)[5]

T° ébullition

77,1 °C (350,25 K)[5]

Solubilité

87 g·L^-1 (eau, 20 °C)[1], bonne dans l’acétone, les alcools et l’éther

Paramètre de solubilité δ

18,6 MPa^1/2 (25 °C)[6]

Masse volumique

0,9245 g·cm^-3 [7]

équation[8] : $\rho =0.8996/0.25856^{(1+(1-T/523.3)^{0.278})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 189,60 à 523,3 K.
Valeurs calculées :
0,89363 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
189,60	−83,55	11,478	1,01128
211,85	−61,3	11,22055	0,9886
222,97	−50,18	11,08916	0,97702
234,09	−39,06	10,95581	0,96527
245,22	−27,93	10,82038	0,95334
256,34	−16,81	10,68272	0,94121
267,46	−5,69	10,5427	0,92887
278,59	5,44	10,40013	0,91631
289,71	16,56	10,25482	0,90351
300,83	27,68	10,10657	0,89045
311,96	38,81	9,95513	0,87711
323,08	49,93	9,80022	0,86346
334,2	61,05	9,64152	0,84948
345,33	72,18	9,47868	0,83513
356,45	83,3	9,31125	0,82038

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
367,57	94,42	9,13874	0,80518
378,7	105,55	8,96054	0,78948
389,82	116,67	8,77593	0,77321
400,94	127,79	8,58402	0,7563
412,07	138,92	8,38369	0,73865
423,19	150,04	8,17354	0,72014
434,31	161,16	7,95173	0,70059
445,44	172,29	7,71578	0,67981
456,56	183,41	7,46226	0,65747
467,68	194,53	7,18609	0,63314
478,81	205,66	6,87932	0,60611
489,93	216,78	6,52815	0,57517
501,05	227,9	6,10459	0,53785
512,18	239,03	5,53174	0,48738
523,3	250,15	3,479	0,30652

T° d'auto-inflammation

427 °C[9]

Point d’éclair

−4,4 °C (coupelle fermée)[1]

Limites d’explosivité dans l’air

2,2–11,5 %vol[9]

Pression de vapeur saturante

à 20 °C : 10 kPa[9]

équation[8] : $P_{vs}=exp(66.824+{\frac {-6227.6}{T}}+(-6.41)\times ln(T)+(1.7914E-17)\times T^{6})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 189,6 à 523,3 K.
Valeurs calculées :
12 425,62 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
189,6	−83,55	1,4318
211,85	−61,3	22,15
222,97	−50,18	69,19
234,09	−39,06	191,09
245,22	−27,93	474,78
256,34	−16,81	1 076,74
267,46	−5,69	2 255,76
278,59	5,44	4 409,63
289,71	16,56	8 111,92
300,83	27,68	14 144,6
311,96	38,81	23 522,7
323,08	49,93	37 508,13
334,2	61,05	57 611,7
345,33	72,18	85 584,02
356,45	83,3	123 397,53

T (K)	T (°C)	P (Pa)
367,57	94,42	173 223,54
378,7	105,55	237 408,78
389,82	116,67	318 456,29
400,94	127,79	419 015,75
412,07	138,92	541 887,81
423,19	150,04	690 046,76
434,31	161,16	866 685,57
445,44	172,29	1 075 287,37
456,56	183,41	1 319 727,44
467,68	194,53	1 604 411,05
478,81	205,66	1 934 453,53
489,93	216,78	2 315 911,59
501,05	227,9	2 756 078,25
512,18	239,03	3 263 858,5
523,3	250,15	3 850 200

Viscosité dynamique

0,421 mPa·s à 25 °C [10]

équation[10] : $\eta =10^{(-4.74308+{\frac {659.9798103}{T}}+(0.01145)\times T+(-1.41899E-5)\times T^{2})}$
Viscosité en mPa·s et température en kelvins, de 293,15 à 343,15 K.
Valeurs calculées :
0,42 mPa·s à 25 °C.

T (K)	T (°C)	$\eta$ (mPa·s)
293,15	20	0,442
296,483	23,333	0,427
298,15	25	0,42
299,817	26,667	0,413
301,483	28,333	0,406
303,15	30	0,399
304,817	31,667	0,392
306,483	33,333	0,386
308,15	35	0,38
309,817	36,667	0,374
311,483	38,333	0,368
313,15	40	0,362
314,817	41,667	0,356
316,483	43,333	0,351
318,15	45	0,345

T (K)	T (°C)	$\eta$ (mPa·s)
319,817	46,667	0,34
321,483	48,333	0,334
323,15	50	0,329
324,817	51,667	0,324
326,483	53,333	0,319
328,15	55	0,314
329,817	56,667	0,31
331,483	58,333	0,305
333,15	60	0,3
334,817	61,667	0,296
336,483	63,333	0,291
338,15	65	0,287
339,817	66,667	0,283
341,483	68,333	0,279
343,15	70	0,274

Point critique

250,15 °C, 3,88 MPa, 0,286 l·mol^-1[11]

Thermochimie

C_p

équation[8] : $C_{P}=(226230)+(-624.80)\times T+(1.4720)\times T^{2}$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 189,6 à 350,21 K.
Valeurs calculées :
170,797 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
189,6	−83,55	195 620	2 220
200	−73,15	160 150	1 818
205	−68,15	160 007	1 816
211	−62,15	159 932	1 815
216	−57,15	159 951	1 815
221	−52,15	160 043	1 817
227	−46,15	160 251	1 819
232	−41,15	160 505	1 822
237	−36,15	160 833	1 825
243	−30,15	161 324	1 831
248	−25,15	161 813	1 837
253	−20,15	162 377	1 843
259	−14,15	163 150	1 852
264	−9,15	163 875	1 860
269	−4,15	164 674	1 869

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
275	1,85	165 730	1 881
280	6,85	166 691	1 892
285	11,85	167 725	1 904
291	17,85	169 064	1 919
296	22,85	170 260	1 932
302	28,85	171 793	1 950
307	33,85	173 151	1 965
312	38,85	174 583	1 982
318	44,85	176 398	2 002
323	49,85	177 992	2 020
328	54,85	179 659	2 039
334	60,85	181 757	2 063
339	65,85	183 587	2 084
344	70,85	185 489	2 105
350,21	77,06	187 960	2 133

équation[12] : $C_{P}=(69.848)+(8.2338E-2)\times T+(3.7159E-4)\times T^{2}+(-4.1129E-7)\times T^{3}+(1.2369E-10)\times T^{4}$
Capacité thermique du gaz en J·mol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 200 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
117,506 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
200	−73,15	98 087	1 113
286	12,85	114 997	1 305
330	56,85	124 172	1 409
373	99,85	133 309	1 513
416	142,85	142 502	1 617
460	186,85	151 857	1 724
503	229,85	160 855	1 826
546	272,85	169 628	1 925
590	316,85	178 296	2 024
633	359,85	186 401	2 116
676	402,85	194 092	2 203
720	446,85	201 491	2 287
763	489,85	208 228	2 363
806	532,85	214 457	2 434
850	576,85	220 293	2 500

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
893	619,85	225 469	2 559
936	662,85	230 134	2 612
980	706,85	234 399	2 660
1 023	749,85	238 101	2 702
1 066	792,85	241 382	2 740
1 110	836,85	244 356	2 773
1 153	879,85	246 951	2 803
1 196	922,85	249 308	2 830
1 240	966,85	251 558	2 855
1 283	1 009,85	253 693	2 879
1 326	1 052,85	255 866	2 904
1 370	1 096,85	258 246	2 931
1 413	1 139,85	260 849	2 961
1 456	1 182,85	263 859	2 995
1 500	1 226,85	267 509	3 036

PCS

2 238,1 kJ·mol^-1[13] (liquide)

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

10,01 ± 0,05 eV (gaz)[14]

Propriétés optiques

Indice de réfraction

{\textit {n}}_{D}^{25}

1,3698 [4]

Précautions

SGH[15]

Danger

H225, H319, H336 et EUH066

B2,

1173

DL₅₀

5,62 g·kg^-1 (rats, oral)[5]
5,62 g·kg^-1 (rats, oral)[5]
4,1 g·kg^-1 (souris, oral)[5]

CL₅₀

200 g·m^-3 (rats, inhalation)[5]

LogP

0,73[9]

Seuil de l’odorat

bas : 6,4 ppm
haut : 50 ppm[16]

Composés apparentés

Isomère(s)

acide butanoïque, 3-hydroxybutanone

Autres composés

CH₃COOH,
acétoacétate d'éthyle

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Propriétés chimiques

Généralités

L'acétate d'éthyle est un solvant de polarité moyenne, peu toxique[17] et non hygroscopique, qui possède une grande volatilité. C'est un accepteur faible en raison de liaisons hydrogène. Il peut dissoudre jusqu'à 3 % d'eau et possède une solubilité dans l'eau de 8 % à température normale. Cette solubilité augmente avec la température. Il est instable au contact de bases et d'acides forts en présence desquels il est hydrolysé en acide acétique et éthanol.

Il est rarement utilisé comme solvant pour une réaction chimique en raison de sa réactivité avec les bases et les acides.

Tautomérie

Comme tous les composés comportant un carbonyle, l'acétate d'éthyle présente une mobilité du proton (H⁺) situé sur le carbone voisin du carbonyle, mais celle-ci est bien plus faible que dans le cas des aldéhydes ou des cétones. Aussi la forme énolique est-elle indétectable.

Cependant, en présence d'une base très forte comme l'ion éthanolate, l'énolate (base conjuguée de l'énol) existe à l'équilibre et donne lieu à la condensation de Claisen : 2 CH₃ - CO - O - C₂H₅ → CH₃ - CO - CH₂ - CO -O - C₂H₅ + C₂H₅ - OH.

Le composé obtenu est l'acétoacétate d'éthyle.

Saponification

La réaction de saponification de l’acétate d’éthyle est une réaction dont la vitesse suit une loi du deuxième ordre : CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH.

L’addition d’un des constituants engendre un déplacement d’équilibre dans le sens qui correspond à la disparition de ce constituant (loi de Le Chatelier). Ainsi, l'utilisation d'une solution concentrée de soude NaOH permet une hydrolyse complète de l'acétate d'éthyle.

Aigreur des vins

L'acétate d'éthyle est présent dans le vin. La piqûre acétique ne doit pas être attribuée à l'acide acétique mais à la présence d’un excès d’acétate d’éthyle. Cet ester est formé par les levures et surtout par les bactéries acétiques, dans des proportions très variables qui dépendent des espèces et des conditions de milieu et de température. L’addition d’acide acétique au vin ne reproduit pas vraiment l’acescence, bien qu’à dose suffisante il donne une odeur et surtout un goût aigre notamment recherché pour produire du vinaigre.

Utilisations

L'acétate d'éthyle est employé dans les domaines suivants :

solvant pour enlever le vernis à ongles (appelé dissolvant);
solvant pour colles dangereux à inhaler car il entraîne une sensation d'enivrement qui peut endommager le cerveau ;
solvant de la nitrocellulose ;
produit pour décaféiner les grains de café et les feuilles de thé ;
solvant pour chromatographie en mélange avec un solvant non polaire comme l'hexane ;
solvant pour extractions (antibiotiques) ;
parfums et essences à odeurs fruitées (en raison de sa grande vitesse d'évaporation laissant la trace du parfum sur la peau) ;
composant d'arôme fruité (fraise) ;
agent de saveur pour pâtisserie, crèmes glacées et gâteaux, limonade ;
accélérateur de prise pour peintures et vernis ;
entomologie : conservation des insectes.

Synthèse

L'acétate d'éthyle est synthétisé par la réaction d'estérification de Fischer entre l'acide acétique et l'éthanol. Un acide, tel l'acide sulfurique, catalyse la réaction. CH₃CH₂OH + CH₃COOH → CH₃COOCH₂CH₃ + H₂O.

Étant donné que cette réaction est réversible et engendre un équilibre chimique, le rendement est faible à moins que l'eau soit éliminée. En laboratoire, l'acétate d'éthyle peut être séparé de l'eau en utilisant un appareil de Dean Stark.

Commerce

En 2014, la France est nette importatrice d'acétate d'éthyle, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de 900 €[18].

Notes et références

« Acétate d'éthyle » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
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ACETATE D'ETHYLE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
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Document de l'INRS, 2011.
« Indicateur des échanges import/export », sur Direction générale des douanes. Indiquer NC8=29153100 (consulté le 7 août 2015)

Voir aussi

Articles connexes

Solvant

Liens externes

Acétate d'éthyle (CSST)
(en) Material safety data (MSDS) for ethyl acetate
(en) National Pollutant Inventory - Ethyl acetate fact sheet
(en) Ethyl Acetate: Molecule of the Month
(en) Purpose of Using Concentrated Sulfuric Acid in Esterification for Catalysis

Bibliographie

Hans Breuer, Atlas de la chimie, Le livre de poche, Encyclopédies d'aujourd'hui, 2000, (ISBN 978-2-253-13022-2)

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[17] Document de l'INRS, 2011.

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