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http://www.accesmad.org Exercice avec correction : dosage d'un vinaigre 1. Donn

http://www.accesmad.org Exercice avec correction : dosage d'un vinaigre 1. Données masses molaires atomiques : atome H C O Na M(g.mol-1) 1,00 12,00 16,0 23,1 Masse volumique du vinaigre étudié:=1,02g,mL-1. Couple acide/base (H3O+/H2O) (CH3COOH/CH3COO-) (H2O/HO-) pKA 0,0 4,8 14 Constante d'autoprotolyse de l'eau à 25°C KE=1,0.10-14 ⇒pKe=14 Degré du vinaigre étudié : 7°. 2. Objectif Le but de l'exercice est d'effectuer le dosage d'un vinaigre. Pour cela on dosera l'acide éthanoïque du vinaigre par une solution d'hydroxyde de sodium ( soude) de concentration C=0,10 mol.L-1.Avant de réaliser ce dosage, on a procédé à une dilution au dixième du vinaigre.On appelle S1 la solution diluée obtenue. 2.1 Dosage de l'acide éthanoïque du vinaigre -Le volume de solution S1 à doser est V1=20,0mL. -Les mesures réalisées , traitées par informatique, ont permis de tracer les courbes représentées ci- dessous. (La courbe rouge indique la valeur du pH en fonction du volume V d'hydroxyde de sodium versé et la courbe verte indique la dérivée dpH/dV en fonction de V ) Date de version : Auteur : Pierre 1/5 http://www.accesmad.org Questions: a) Faire un schéma annoté du montage permettant de suivre l'évolution du pH en fonction du volume V de solution d'hydroxyde de sodium versé(2pts) b) Écrire l'équation-bilan de la réaction chimique support de ce dosage (1pt). -Calculer sa constante d'équilibre K.(3pts). Conclusion ? c) Quelles conditions doit vérifier cette réaction pour permettre un dosage quantitatif? (2pts). d) Définir l'équivalence de ce dosage .Établir le tableau descriptif de la réaction dans cet état d'équivalence (3pts). e) Déterminer les coordonnées du point d'équivalence E.En déduire la réaction dans cet état d'équivalence. (2pts) f) Quel est l'intérêt de la dilution au dixième (1pt) g) Pourquoi la courbe représentant dpH/dV en fonction de V permet-elle de déterminer le volume équivalent VE(1pt) h) Parmi les indicateurs colorés suivants , déterminer , en justifiant votre choix, celui qui convient le mieux pour repérer l'équivalence du dosage (1pt) . Indicateur coloré de pH Zone de virage Rouge de méthyle 4,2-6,2 Rouge de Crésol 7,2-8,6 Jaune d'Alizarine 10,1-12,1 2.2 exploitation du dosage: a) Calculer la concentration Co en acide éthanoïque du vinaigre initial.(1pt) b) Le degré d'acidité du vinaigre correspond à la masse exprimée en gramme d'acide éthanoïque pur contenu dans 100g de vinaigre. Calculer le degré d'acidité de ce vinaigre.(3pts). Comparer cette valeur avec la valeur donnée en début d'exercice par un calcul d'écart relatif.(1pt). Date de version : Auteur : Pierre 2/5 http://www.accesmad.org 3. Correction: 1. a) schéma du montage : b) L'équation -bilan de la réaction de l'acide acétique et des ions HO- est : CH3COOH(aq) + HO- CH3COO- (aq) + H2O. La constante de cette réaction s'écrit : Calculons cette constante : Conclusion : la réaction est quasi totale c) Pour permettre un dosage satisfaisant, la réaction doit être quasi-totale, rapide,unique. Ce qui est le cas ici. Date de version : Auteur : Pierre 3/5 K R= [CH3COO -] (aq) [CH3COOH] (aq).[HO -](aq) K R= [CH 3COO -](aq) [CH3COOH](aq).[HO-](aq) . [H 3O +](aq) [H 3O+](aq) =K A. 1 KE =10 −pKA 10−14 =10 −4,8 10−14 =1,6.10 9>10 4 KA KE http://www.accesmad.org d) A l'équivalence de la réaction la quantité (mol) de soude versée est égale à la quantité (mol) d'acide éthanoïque introduite au départ dans le bécher,soit: n CH3COOH introd= n HO- versée et donc C1.V1=C.VE. e) Les coordonnées du point équivalent sont : E(23,9). Soit : f) Deux raisons explique le choix de la dilution du vinaigre commercial : La définition du pH prise en compte est plus adaptée aux solutions diluées. Elle évite l'utilisation d'une grande quantité de soude et ainsi le versement de plusieurs contenus de burette si l'on conserve la concentration de soude égale à 0,10 mol.L-1. g) La courbe pH=f(V) présente un point d'inflexion avec une pente maximum lorsque le volume à l'équivalence V=VE est atteint. Sa dérivée dpH/dV passe alors par un maximum. Il est alors commode de se servir de cette deuxième courbe pour le localiser. h)C'est le rouge de Crésol qui convient le mieux car sa zone de virage s'approche au mieux de pHE=9. 2. a) La solution commerciale de vinaigre a donc une concentration Co=10.C1=1,2mol.L-1. Date de version : Auteur : Pierre 4/5 C1=C.VE V1 =0,10x23 20,0 =1,2.10 −1moL.L −1. http://www.accesmad.org b) Calcul du degré du vinaigre : Le degré est la masse d'acide pur contenu dans ms=100g de solution .Or 100g représente un volume La masse d'acide pur dans 1L est m= Co(mol.L-1).M(g.mol-1)=1,2.60=72g.L-1.(soit :7,2g pour 100mL). Soit pour 98mL : 7,2x98/100=7,05g c) Sachant que l'indication de l'étiquette du produit commercial est 7, l'erreur relative sur le degré affiché est : 7,05−7 7 =7,5.10 −3 soit un peu moins de 1 % ce qui est très correct. Date de version : Auteur : Pierre 5/5 V=ms ρ = 100(g) 1020(gL −1) =0,098L=98mL uploads/Litterature/ exercice-corrige-sur-dosage.pdf