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Contrôle N° 04 ter II - Interprétation |
Correction |
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La vitamine C :
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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
Ke
= 1,00 x 10 – 14
Masse molaire de l’acide ascorbique :
M(AH)
= 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.
Elle constate la présence simultanée dans le comprimé
des deux formes
acide et base conjugués du couple
AH /
A –
. |
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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) + H2O (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)
+ H2O (ℓ)
= A – (aq)
+ H3O+ (aq)
(2) - - Valeur de
la constante d’équilibre K : - De la
réaction (1), on tire : - 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
-
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 |
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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 –
. |
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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’ions ascorbate : - Elle provient de la
dissolution de l’ascorbate de sodium dans l’eau : - Cette réaction est totale.
- 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) - b)- En déduire la
valeur prévisible du pH de la solution S. - Valeur du pH
de la solution : -
c)- Comparer cette valeur avec celle expérimentale donnée
par la courbe. - 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 :
- 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 |
