[PDF] CM80 : Examen médian – Corrigé 1 Vitamine C

View - Download CM80 : Examen médian – Corrigé 1 Vitamine C

Previous PDF

Next PDF

CM80 : Examen médian - Corrigé

1 Vitamine C

1.1 Solution de vitamine C (2pts)

a) L"équation de la dissociation de l"acide ascorbique AH dans l"eau s"écrit :

AH + H

2O

A-+ H3O+

b) Écrivons le tableau d"avancement de la dissociation :

AvancementAHH

20A -H

3O+0nexcès00

x fnxfexcèsx fx f

L"avancement final de la réaction vaut donc :

x f=V[H3O+] =V10pH

Application numérique :xf= 2;52:104mol.

c) La masse molaire de l"acide ascorbique vaut : M

AH= 6MC+ 8MH+ 6MO

Application numérique :MAH= 176g:mol1.

d) Les concentrations molaires en acide ascorbique AH et ion ascorbate A -s"écrivent : [A ]f=xfV ; [AH]f=nxfV =mM

AHVxfV

Applications numériques :[A]f= 1;26:103mol:L1et[AH]f= 1;29:103mol:L1.

1.2 Dosage de la vitamine C dans le cynorrhodon (6pts)

a) Voici l"équation de la réaction support du dosage :

AH + HO

-!A-+ H2O

b) L"équivalence acido-basique est le moment, au cours du titrage, où les réactifs (titré

et titrant) ont été introduts en quantité stoechiométrique. C"est-à-dire que la quantité

d"espèce titrante ajoutée est juste suffisant pour neutraliser l"espèce titrée en solution.

c) La définition ci-dessus peut s"écrire comme l"égalité : n

AH=nb;E

oùnAHest la quantité d"acide ascorbique initialement en solution, etnb;Eest la quantité de soude apportée à l"équivalence. d) Pour déterminer les coordonnées du point d"équivalence, on applique la méthode des tangentes au graphique de la Fig. 1 (courbe de pH du titrage) :E(vb;E;pHE)avecvb;E=

5;3mLetpHE= 7;88.

1 Figure1 - Dosage de l"acide ascorbique de la gélule de cynorrhodon par la soude. Remarque :les valeurs devb;Ecomprises etre 5,1 et 5,5 mL sont acceptées, de même que les valeurs depHEcomprises entre 7,8 et 8. e) La quantiténAHd"acide ascorbique contenu dans une gélule vaut : n

AH=nb;E=cbvb;E

Application numérique :nAH= 5;3:104mol.

f) La massemAHd"acide ascorbique contenue dans une gélule vaut : m

AH=nAHMAH

(on a calculé la masse molaireMAHdans l"exercice précédent). Application numérique : m

AH= 0;09g.

g) Une gélule de cynorrhodon contient donc moins de vitamine C qu"un comprimé de

Laroscorbine

R 500.

2 Hydrogénocarbonates

2.1 Titre alcalimétrique d"une eau (2pts)

a) Voici le diagramme de prédominance du couple (HCO

3-/CO32-) :

2 HCO3- pK a= 10,3CO 32-
pHb) ÀpH= 7;7, on se trouve dans le domaine de prédominance de HCO3-. Plus précisé- ment, on a :[HCO3]=[CO32] = 10pHpKa, i.e.[HCO3]=[CO32]'400. On peut donc négliger la concentration en carbonate devant la concentration en hydrogénocarbonate, en particulier dans le calcul du TAC. c) On peut déduire la concentration en HCO

3-de cette eau de son TAC et de son pH :

TAC = 100[HO]2

+[HCO3]2 + [CO32]

MCaCO3

ssiTAC'100[HO]2 +[HCO3]2

MCaCO3

ssiTAC'5010pHpKe+ [HCO3]MCaCO3 ssi[HCO3] =TAC50MCaCO310pHpKe Application numérique :[HCO3] = 1;56:103mol:L1.

2.2 Dosage d"une eau minérale (4pts)

a) Voici le diagramme de prédominance des deux couples auxquels appartient l"ion hy- drogénocarbonate :(CO2,H2O) pK a,1= 6,4HCO 3- pK a,2= 10,3CO 32-
pHb) Dans l"eau minérale étudiée, àpH= 7, l"espèce prédominante est HCO3-. c) L"équation de la réaction support du dosage s"ércrit : HCO

3-+ H3O+!(CO2,H2O) + H2O

d) On peut déterminer d"abord le volume équivalent sur la Fig. 2 d"après la courbe dérivée

dpHdV

2=g(V2): le point F, minimum de la courbe, a pour abscisseV2;E= 13;4mL. Puis

on détermine le pH équivalent, ordonnée du point E sur la courbe de pH :pHE= 4;3. Remarque 1 :les valeurs deV2;Ecomprises entre 13 et 13,8 mL sont accceptées, de même que les valeurs depHEcomprises entre 4,2 et 4,4. Remarque 2 :on pouvait aussi bien sûr utiliser la méthode des tangentes et n"utiliser que la courbe de pH. e) Parmi les indicateurs proposés, celui qui convient le mieux (i.e. dont la zone de virage se situe entre les deux "paliers" de la courbe de pH) est le vert de bromocrésol. Étant donnés la zone de virage de l"indicateur et la pente de la courbe au niveau du saut de pH, on obtient un encadrement du volume équivalent : entre 11,8 et 13,8 mL. C"est une estimation moins précise que celle obtenue par suivi pH-métrique. f) La concentration molaire en HCO

3-de l"eau minérale vaut :

[HCO

3] =nHCO

3;iV

1=c2v2;EV

1 3 Figure2 - Dosage des ions hydrogénocarbonates d"une eau minérale par l"acide chlor- hydrique : courbe de pH et dérivée.

Application numérique :[HCO3] = 6;7:103mol:L1.

Pour comparer ce résultat à l"indication de l"étiquette, il faut calculer la concentration massique en HCO 3-: c m= [HCO3]MHCO 3 Application numérique :cm= 409mg:L1. L"accord avec l"indication de l"étiquette est raisonnable (environ 1,5%).

2.3 pH de l"eau distillée (6pts)

a) La réaction d"autoprotolyse de l"eau s"écrit : H

3O++ HO-

2H2O La constante d"équilibre associée, appelée produit ionique de l"eau, s"écrit : K e= [H3O+][HO] b) D"après les résultats de conductimétrie,Ke= 1014à 25C. Toujours d"après ces résultats, le pH de l"eau pure à 25

C vaut :pH=log[H3O+]eq, i.e.pH= 7.

c) D"après les données,pKa;2(HCO3=CO32) = 10;3etpKa;1(CO2;H2O=HCO3) =

6;4. Donc on peut écrire :Ka;1>> Ka;2. Ce qui veut dire que la réaction de dissociation de

l"acide HCO

3-est beaucoup moins déplacée vers la droite que la réaction de dissociation

de l"acide (CO

2,H2O). On peut donc considérer la réaction de (CO2,H2O) sur l"eau comme

prépondérante. Remarque :quant à la dissociation de la base HCO3-dans l"eau, qui produit de l"acide carbonique (CO

2,H2O), elle est très peu déplacée vers la droite puisque nous nous trouvons

dans le domaine de prédominance de HCO 3-. 4 d) Afin de calculer la concentration initiale de (CO

2,H2O), écrivons le tableau d"avance-

ment de la réation de dissociation :

Avancement(CO

2,H2O)H

2OHCO 3-H

3O+0nexcès00

x fnxfexcèsx fx f Par conservation de la matière, la concentration initiale en gaz carbonique dissous vaut : [(CO

2;H2O)]i= [(CO2;H2O)]f+ [HCO3]f

Or les concentrations finales en gaz carbonique et en hydrogénocarbonate valent : [HCO

3]f= [H3O+]f= 10pHf(1);

[(CO

2;H2O)]f=[HCO3]f[H3O+]fK

a;1=102pHfK a;1(2) par définition du pH et de la constante d"acidité. On en déduit la concentration initiale en gaz carbonique dissous : [(CO

2;H2O)]i= 10pHf+102pHfK

a;1 Application numérique :[(CO2;H2O)]i= 1;2:105mol:L1. e) D"après la définition de l"équilibre de dissolution du gaz carbonique, la concentration calculée précédemment s"écrit aussi : [(CO

2;H2O)]i=kpCO2=kxCO2P

oùxCO2est la fraction molaire de dioxyde de carbone dans l"air ambiant. Cette fraction molaire s"écrit donc : x

CO2=[(CO2;H2O)]ikP

Application numérique :xCO2= 3;5:104. La teneur en dioxyde de carbone de l"air du laboratoire est légèrement inférieure à la teneur moyenne de l"atmosphère. 5quotesdbs_dbs50.pdfusesText_50

[PDF] déterminer les coordonnées des points i j et k

[PDF] déterminer les points critiques d'une fonction

[PDF] deua 2017

[PDF] deua algerie 2017

[PDF] deua c'est quoi

[PDF] deua diplome

[PDF] deucalion et pyrrha texte 6ème

[PDF] deug

[PDF] deuil amoureux citation

[PDF] deuil amoureux de celui qui quitte

[PDF] deuil amoureux impossible

[PDF] deuil amoureux pathologique

[PDF] deux activités économiques implantées sur le littoral

[PDF] deux ans de vacances

[PDF] deux siècles d'histoire de l'immigration en france streaming