Vitamine C : (40 min)

 Un comprimé de vitamine C (acide ascorbique) contenant 500 mg de vitamine C est dissous pour préparer 500,0 mL de solution aqueuse.

On note S₁ la solution obtenue. On souhaite diluer 5 fois la solution S₁afin de préparer une solution diluée S₂.

1.  Identifier le soluté et le solvant de la solution S₁.

2.  Méthode de préparation :

a.  Nommer la méthode de préparation de la solution S₁.

b.  Élaborer un protocole expérimental permettant de préparer la solution S₁.

3.  Calculer la concentration en masse t₁ en vitamine C de la solution S₁.

4.  La solution S₂ :

a.  Calculer le volume de la solution S₁ à prélever pour préparer 50,0 mL de la solution S₂.

b.  Élaborer un protocole expérimental permettant de préparer 50,0 mL de la solution S₂ à partir de la solution S₁.

5.  Montrer que la concentration en masse t₂ en vitamine C de la solution S₂ est égale à 0,20 g . L^–1.

-  On presse une orange et on récupère V_jus = 44,0 mL de jus d’orange filtré de masse m_jus = 45,4 g.

-  La vitamine C réagit avec le diiode.

-  La concentration en masse en vitamine C d’une solution est proportionnelle au volume de diiode versé.

6.  Calculer la masse volumique ρ du jus de fruit.

7.  Calculer la concentration en masse t_jus.

8.  En quoi ces deux grandeurs, associées à la même solution, sont-elles différentes ?

 Correction  

Sirop de menthe bleu. (20 min)

 Certains sirops de menthe de couleur bleue contiennent le colorant alimentaire E131.

On cherche à déterminer la concentration en masse t_E131 en ce colorant à l’aide d’un dosage.

Pour cela, une échelle des teintes constituée de quatre solutions filles étalon, de volume V_f = 20,0 mL,

est réalisée en diluant une solution mère de concentration t_m = 12,0 mg . L^–1 en colorant E131.

On note V_m le volume de solution mère utilisé pour préparer les solutions filles.

Le sirop de menthe bleue est dilué 10 fois. Le sirop dilué est placé dans un tube à essai identique à ceux de l’échelle de teintes.

La teinte du sirop de menthe bleue dilué est comprise entre celles des solutions S₁ et S₂.

1.  En détaillant les calculs, compléter les valeurs manquantes pour la solution S₃.

2.  Choisir la verrerie à utiliser pour diluer le sirop de menthe

3.  Déterminer un encadrement de la concentration en t_E131 du sirop.

4.  Proposer une méthode permettant de diminuer l’incertitude sur la détermination de la valeur de t_E131.

 Correction

Vitamine C :

 1.  Identifier le soluté et le solvant de la solution S₁.

-  Le soluté est la vitamine C et le solvant, l’eau.

2.  Méthode de préparation :

a.  Nom de la méthode de préparation de la solution S₁.

-  Dans le cas présent, on effectue la dissolution de la vitamine C dans l’eau.

-  Il s’agit d’une dissolution.

b.  Protocole expérimental permettant de préparer la solution S₁.

-  Matériel et produits :

-  ­Mortier avec pilon  :

-  Coupelle :

-  entonnoir, pissette d’eau distillée,

-  Fiole jaugée de 500,0 mL

-  Soluté : un comprimé de vitamine C de 500 mg :

-  m = 500 mg

-  Eau distillée :

 3.  Valeur de la concentration en masse t₁ en vitamine C de la solution S₁.

-   

4.  La solution S₂ :

a.  Volume de la solution S₁ à prélever pour préparer 50,0 mL de la solution S₂.

-  On dilue 5 fois la solution S₁ afin de préparer une solution diluée S₂.

-  Le facteur de dilution :  F = 5

-   

b.  Protocole expérimental permettant de préparer 50,0 mL de la solution S₂ à partir de la solution S₁.

-  On effectue une dilution.

 5.  Valeur de la concentration en masse t₂ en vitamine C de la solution S₂

-   

-  t_2­ = 0,20 g . L^–1.

6.  Masse volumique ρ du jus de fruit. :

-   on récupère V_jus = 44,0 mL de jus d’orange filtré de masse

m_jus = 45,4 g.

-   

7.  Concentration en masse t_jus.

-  La concentration en masse en vitamine C d’une solution est proportionnelle au volume de diiode versé.

-   

8.  Masse volumique et concentration en masse :

-  Il ne faut pas confondre la masse volumique ρ_solution avec la concentration en masse t_soluté d’un soluté dans une solution.

-  Ces deux grandeurs s’expriment dans la même unité.

-  Mais ces deux grandeurs sont différentes.

Sirop de menthe bleu.

 1.  Valeurs manquantes pour la solution S₃.

-  Il faut déterminer le volume de la solution mère pour préparer la solution S₃ et le facteur de dilution F.

-  Concentration en masse de la solution mère :

-  t_m = 12,0 mg . L^–1

-  Concentration en masse de la solution mère :

-  t₃ = 3,0 mg . L^–1

-  Facteur de dilution :

-   

-  Volume de solution mère :

-   

2.  Verrerie à utiliser pour diluer le sirop de menthe :

-  Verrerie pour effectuer une dilution : Le sirop de menthe bleu est dilué 10 fois.

-  Bécher, pipette jaugée de 10 mL, fiole jaugée de 100 mL

3.  Encadrement de la concentration en t_E131 du sirop.

-  La teinte du sirop de menthe bleue dilué est comprise entre celles des solutions S₁ et S₂, c’est-à-dire entre :

6,0 mg . L^–1 et 8,0 mg . L^–1.

-  La concentration du sirop de menthe bleue :

60 mg . L^–1  ≤  t_E131  ≤  80 mg . L^–1  

4.  Méthode permettant de diminuer l’incertitude sur la détermination de la valeur de t_E131.

-  Pour diminuer l’incertitude sur la détermination de la valeur de t_E131 ,

il faut préparer des solution filles dont la concentration en masse est comprises entre 6,0 mg . L^–1 et 8,0 mg . L^–1.