Contrôle  N° 04 ter

I - Dosage.

II - Interprétation

Correction

Énoncé

 

   

 

 

 La vitamine C :

Données : tout l’exercice se déroule à 25 ° C.

L’acide ascorbique est noté AH et l’ion ascorbate, base conjuguée est notée A;

le pKA du couple AH / A  est égal à 4,1 à 25 ° C ;

on donne  K e  = 1,00 x 10 – 14

Masse molaire de l’acide ascorbique :

M(AH) = 176 g / mol et

Masse molaire de l’ascorbate de sodium :

 M(NaA) = 198 g / mol.

Delphine prend un comprimé de ‘’500 mg’’ de vitamine C.

Elle sait que la vitamine C est de l’acide ascorbique.

I- Dosage.

1)- Elle décide de procéder à un dosage par une solution aqueuse de soude (ou

 hydroxyde de sodium) pour vérifier l’indication de la masse de l’acide ascorbique.

Elle prépare tout d’abord un volume V0 = 200,0 mL de solution aqueuse avec la

 totalité du comprimé. Elle obtient la solution S.

a)- Écrire l’équation de la réaction qui a lieu entre une solution acide ascorbique et

 une solution de soude.

-  Équation de la réaction :

AH (aq)   +  HO(aq)   =   A –  (aq) + H 2O (ℓ)   (1)

-  À ce niveau, on met le signe égal car on ne sait pas encore si la réaction est totale

ou limitée.

b)- En déduire l’expression de la constante d’équilibre K associée à l’équation de

 cette réaction, puis calculer la valeur de cette constante.

-  Expression de la constante d’équilibre K

-  On donne la constante d’acidité de l’acide ascorbique

pKA = 4,1

KA  = 9,5 x 10 – 5

-  La réaction entre l’acide ascorbique est l’eau est une réaction limitée :

AH (aq)   +  H 2O (ℓ) =   A –  (aq)  + H 3O +  (aq) (2)

-  Expression du KA

-  Valeur de la constante d’équilibre K :

-  De la réaction (1), on tire :

-  Valeur de la constante d'équilibre

c)- Justifier l’utilisation de cette réaction pour réaliser le dosage.

-  Justification de l’utilisation de cette réaction comme réaction de dosage :

-  Comme K > 10 4, la réaction entre l’acide ascorbique et l’eau est quasi-totale.

-  De plus cette réaction est rapide et unique.

-  On peut se servir de cette réaction pour réaliser un dosage.

-  Elle a toutes les caractéristiques d’une réaction de dosage.

d)-   Définir en une phrase l’équivalence acido-basique.

-  Définition de l’équivalence acido-basique :

-  il y a équivalence lorsque les réactifs ont été mélangés dans les proportions

stœchiométriques de la réaction.

-  À l’équivalence, la quantité de matière d’acide ascorbique présent initialement est

 égale à la quantité de matière d’ions hydroxyde introduit.

2)- Delphine procède au dosage pH-métrique d’un volume VA = 50,0 mL de la solution S

par une solution de soude de concentration molaire

CB = 2,00 x 10 – 2 mol / L.

Elle obtient la courbe traduisant les variations du pH en fonction du volume VB de

 soude versée, courbe donnée ci-dessous.

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a)- Déterminer les coordonnées du point d’équivalence E.

-  Coordonnées du point d’équivalence E

-  Point E :  pHE = 7,8  et VBE = 17,2 mL

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 b)- Déterminer la valeur de la concentration CA en acide ascorbique de la solution S.

 -  Valeur de la concentration CA en acide ascorbique de la solution S

 -  À l’équivalence :

 -  n (HA) = n (HO)

  CA. VA = CB. VBE

 -  Valeur de la concentration de l'acide ascorbique

 c)- En déduire la valeur de la masse m d’acide ascorbique présent dans le comprimé.

 -  Masse d’acide ascorbique :

 -  m = n . M (AH)

  m = CA .VA . M (AH)

  m ≈ 6,88 x 10 – 3 x 200,0 x 10 – 3 x 176 

 -  m ≈ 0,242 g

II- Interprétation.

 

Delphine s’étonne de la valeur obtenue.

Elle décide de lire plus attentivement la notice.

Elle y trouve les renseignements suivants :

Vitamine C, acide ascorbique : 247,7 mg,

ascorbate de sodium : 284,4 mg,

acide ascorbique total : 500 mg.

Elle constate la présence simultanée dans le comprimé

des deux formes acide et base conjugués du couple AH / A .

 

 1)- Calculer, à partir des indications de la notice, les quantités de matière

d’acide ascorbique et d’ions ascorbate présents dans un comprimé.

-  Quantité de matière d’acide ascorbique :

-  Quantité de matière d'acide ascorbique

-  Quantité de matière d’ions ascorbate :

-  Elle provient de la dissolution de l’ascorbate de sodium dans l’eau :

-  Cette réaction est totale.

 

Eau

 

 

NaA (s)

Na+ (aq)

+ A(aq)

  n

 

  n

    n

-  Quantité de matière en ions ascorbate

2)- On admet que les quantités de matière d’acide ascorbique

et d’ions ascorbate présents dans la solution S sont les mêmes

que dans le comprimé.

a)- Écrire la relation liant le pH de la solution et le pKA du couple AH / A.

-  Relation liant le pH de la solution et le pKA du couple AH / A.

-  La réaction entre l’acide ascorbique est l’eau est une réaction limitée :

AH (aq)   +  H2O (ℓ) =   A –  (aq)  + H3O +  (aq) (2)

-  Relation reliant le pH et PKA

b)- En déduire la valeur prévisible du pH de la solution S.

-  Valeur du pH de la solution :

-   Valeur du pH

c)- Comparer cette valeur avec celle expérimentale donnée par la courbe.

-  Valeur expérimentale du pH:

-  Valeur expérimentale du pH

d)- Sachant que la valeur du pH à l’intérieur de l’estomac est voisine de 1,

indiquer quelle est la forme prédominante du couple AH / A dans l’estomac.

-  Forme prédominante dans l’estomac :

-  

e)- Justifier alors par le calcul, l’indication ‘’acide ascorbique total :

500 mg’’ portée par la notice.

-  Justification de l’indication portée sur la notice.

-  En milieu acide, il se produit la réaction suivante :

A –  (aq)

+ H3O +  (aq)

=

AH (aq)

+ H2O (ℓ)

n (A)

 

 

 n (AH)

 

-  Cette réaction est quasi-totale :

-  Masse d’acide ascorbique obtenu lors de cette réaction :

-  m’ = n(A ) . M(AH)

m’ =1,44 x 10 – 3 x 176

m’ ≈ 0,253g  

-  m’ ≈ 253 mg  

-  Acide ascorbique total :

-  mt  = m + m

mt  = 247,7  +  253  

-  mt  ≈ 500,7 mg

-  mt  ≈ 501 mg