Chimie : étude de la
vitamine C
| HA + HO- = A- + H2O |
1.2. On étudie le mélange, à 25 °C, lorsque
l'on a versé VB = 5,0 mL de solution aqueuse
d'hydroxyde de sodium.
1.2.1. Le pH du mélange est alors égal à 4,0.
En déduire la concentration en ions oxonium H3O+
dans ce mélange.
| [H3O+] = 10-pH = 10-4 mol · L-1 |
1.2.2.
Calculer la concentration en ions hydroxyde dans ce mélange. En
déduire la quantité nf(HO-)
d'ions hydroxyde présents à l'état final dans ce mélange.
On donne le produit ionique de l'eau à 25 °C : Ke =
1,0 · 10-14.
| [H3O+]
× [HO-] = Ke Þ [HO-] =
Ke / [H3O+] = 10-10
mol · L-1 n(HO-) = [HO-] × (VA + VB) = 2,5 · 10-12 mol » 0 mol |
1.2.3. Dans l'annexe à rendre avec la copie, compléter le tableau 1 descriptif de la réaction chimique entre l'acide ascorbique et les ions hydroxyde. En déduire la valeur numérique de l'avancement final xf.
| nf(HO-) = n0(HO-) - xf » 0 Þ xf = 10-4 mol |
1.2.4. La transformation est-elle totale ? La réaction associée à cette transformation peut-elle servir de support au dosage d'une solution aqueuse d'acide ascorbique par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ?
| Les ions hydroxydes sont totalement
consommés donc la réaction est totale. Cette réaction convient pour un dosage car elle est très rapide et totale. |
2. Dosage colorimétrique d'un comprimé de vitamine C
On écrase un comprimé de "vitamine C 500" dans un
mortier. On dissout la poudre dans un peu d'eau distillée et on
introduit l'ensemble dans une fiole jaugée de 100,0 mL ; on
complète avec l'eau distillée. Après homogénéisation, on
obtient la solution S.
On prélève un volume VA = 10,0 mL de la
solution S que l'on dose avec une solution aqueuse d'hydroxyde de
sodium de concentration molaire en soluté apporté cB
= 2,00 · 10-2 mol · L-1 en présence d'un
indicateur coloré convenablement choisi. L'équivalence est
obtenue pour un volume de solution aqueuse d'hydroxyde de sodium VBE
= 14,4 mL.
2.1. Représenter un schéma annoté du
dispositif pour réaliser ce titrage.
 |
2.2.
Quel indicateur coloré doit-on choisir parmi les trois proposés
ci-après ?
On pourra s'aider de la courbe donnée sur la figure 2 de
l'annexe à rendre avec la copie pour justifier la réponse à
cette question. Cette courbe à été obtenue à partir d'un
logiciel de simulation, indépendamment des quantités dosées
dans l'exercice.
On donne la zone de virage de quelques indicateurs colorés :
| indicateur coloré | zone de virage |
| rouge de méthyle | 4,2 - 6,2 |
| bleu de bromophénol | 3,0 - 4,6 |
| rouge de crésol | 7,2 - 8,8 |
| D'après la méthode des tangentes, la
courbe indique un pH d'environ 8 à l'équivalence. Le seul indicateur dont la zone de virage contient la valeur 8 est le rouge de crésol, c'est donc lui qu'il faut choisir. |
| A l'équivalence, il y a changement du réactif limitant (les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques). |
2.4. Calculer la quantité d'acide ascorbique dans les 10,0 mL de solution tirée en utilisant les données introductives de la question 2.
| D'après la méthode des tangentes, la
courbe indique un pH d'environ 8 à l'équivalence. Le seul indicateur dont la zone de virage contient la valeur 8 est le rouge de crésol, c'est donc lui qu'il faut choisir. A l'équivalence : nE(HA) = nE(HO-) = cB × VBE = 2,00 · 10-2 × 14,4 · 10-3 = 2,88 · 10-4 mol |
2.5.
En déduire la masse m, en mg, de l'acide ascorbique
contenu dans un comprimé.
Expliquer l'indication du fabricant "vitamine C 500".
On donne les masses molaires atomiques en g · mol-1 :
M(H) = 1,0 ; M(C) = 12,0 ; M(O) = 16,0
| En tenant compte du prélèvement le comprimé
contient 10 × nE(HA) moles d'acide ascorbique : m =
0,507 g Cette masse est proche de 500 mg d'où l'indication portée par le fabriquant. |
3. Etude de la molécule de l'acide ascorbique
La formule semi-développée de l'acide ascorbique est la
suivante :
| (1) est le groupe caractéristique de la
famille des esters. (2) est le groupe caractéristique de la famille des alcools.. |