Corrigé TP 10bis : Dosage de l’acide citrique dans …

1 Corrig TP 10bis : Dosage de l'acide citrique dans une limonade 1. l'acide citrique : La limonade est une boisson gazeuse contenant du dioxyde de carbone, du sucre, de l'ar me naturel de citron et un acidifiant (l'acide citrique ) qui est d sign dans le code alimentaire europ en par E330. L'acide citrique est un triacide de formule semi-d velopp e : C'est un solide blanc que l'on peut extraire du jus de citron. On le notera dans la suite H3A. Sa masse molaire est M= 1. On donne les pKA des couples acide/base associ s : H3A/H2A pK1=3,1 H2A /HA2 pK2=4,8 HA2 /A3 pK3=6,4. ainsi que pour le couple CO2,H2O/HCO3 pKA=6,3. Qu'est-ce qu'un Dosage par titrage ? (2 mots d finir). Un Dosage permet de d terminer la concentration d'une esp ce chimique dans une solution Lors d'un titrage, on fait r agir l'esp ce titrer A avec une esp ce titrante B que l'on rajoute petit petit, jusqu' atteindre l' quivalence (d finie plus loin).

2 Qu'est-ce qu'un triacide ? C'est une esp ce chimique susceptible de lib rer 3 protons H+. Donne la formule semi-d velopp e de l'ion citrate A3 : . Par analogie avec le couple CH3CO2H/CH3CO2 . PLace sur un axe gradu en unit s de pH les domaines de pr dominance des esp ces A3 , HA2 , H2A et H3A. H3A H2A HA2 A3 . 3,1 4,8 6,4 pH. 2. Titrage pHm trique d'une solution d'acide citrique : Tu vas effectuer le titrage de VA=10,0mL d'une solution d'acide citrique H3A de concentration en solut apport cA=0, 1 par une solution de soude (ou hydroxyde de sodium) de concentration cB=0, 1. Combien d' quivalences devrait-on observer lors de ce titrage ? Justifie ta r ponse en crivant les quations des r actions chimiques successives qui se produisent au cours du titrage.

3 H3A(aq) + HO (aq) = H2A (aq) + H2O(l). 3 quivalences H2A (aq) + HO (aq) = HA2 (aq) + H2O(l). HA2 (aq) + HO (aq) = A3 (aq) + H2O(l). Comment est d finie la premi re quivalence acido-basique ? A la premi re quivalence, les r actifs H3A(aq) et HO (aq) ont t apport s en proportions st chiom triques.. la premi re quivalence n(H3A) doser = n(HO )apport soit = 1 1. Pour quel volume de solution de soude ajout devrait-elle se produire ? = avec VA=10, 3L CA=0, 1 et CB=0, 1 donc VB = 5, 3L. Remarque: Les valeurs des pK1 pK2 pK3 tant voisines, les deux premi res quivalences ne sont pas visibles lors du titrage de l'acide citrique . 1. Ecris l' quation bilan du titrage la troisi me quivalence, les r actifs tant donc l'acide citrique H3A et l'ion hydroxyde . H3A(aq) + 3HO (aq) = A3 (aq) + 3H2O(l).

4 Pour quel volume de solution de soude ajout devrait-elle se produire ? (R fl chis 3 fois avant de r pondre et justifie ta r ponse). A la troisi me quivalence, les r actifs H3A(aq) et HO (aq) ont t apport s en proportions st chiom triques. n(H3A) doser n(HO )apport . = soit = VB = 15, 3L. 1 3. D termine par la m thode des tangentes le point d' quivalence sur cette courbe. Quelles sont ses coordonn es ? VBeq = 16,3mL pHeq = 8,6 (par exemple). De quelle quivalence s'agit-il ? justifie ta r ponse. VBeq = 16,3mL est voisin de la valeur th orique tablie ci-dessus pour la 3 me quivalence (15,0mL). Quel indicateur color te parait le mieux adapt ce Dosage ? justifie. jaune bleu H lianthine rouge jaune Ph nolphtal ine incolore rose 6 8 pH 3 5 pH 8 10 pH. La ph nolphtal ine car le pH l' quivalence doit se trouver dans la zone de virage de l'indicateur color.

5 3. Dosage de l'acide citrique dans une limonade : Mesure le pH de la limonade et justifie la pr sence de bulles de dioxyde de carbone (sachant que ce gaz est peu soluble dans l'eau) partir du diagramme de pr dominance du couple CO2,H2O/HCO3 . CO2,H2O HCO3 . pH= 2,9 donc l'esp ce pr dominante est CO2,H2O. Le CO2 tant peu soluble dans l'eau, il sort de la solution. 6,3 pH. Le Dosage par titrage de l'acide citrique n cessite d' liminer au pr alable le dioxyde de carbone pr sent dans la Pourquoi ? (deux raisons donner). Avez-vous d j essay de pipeter une solution dans laquelle des bulles se forment en permanence ? D'autre part le CO2 est un acide en solution aqueuse, donc il r agirait lui aussi avec les ions HO apport s par la solution titrante: la r action de titrage ne serait plus sp cifique!

6 Quelle est la m thode utilis e pour cela ? donne le nom du dispositif utilis et d cris le principe de la m thode. Chauffage reflux : la r action qui g n re CO2 se trouve acc l r e temp rature lev e (temp rature du milieu r actionnel = facteur cin tique). Le CO2 traverse le condenseur et s' chappe dans l'air, tandis que les vapeurs d'eau se condensent et retombent dans le ballon. Effectue le titrage colorim trique de l'acide citrique partir de VA=10,0mL de limonade d carboniqu e l'aide de la solution de soude CB=2, 2 1. Le volume de solution de soude ajout l' quivalence est : VB(eq) = 14,7mL. Calcule la masse d'acide citrique dissout dans un litre de limonade. A la troisi me quivalence, les r actifs H3A(aq) et HO (aq) ont t apport s en proportions st chiom triques.

7 V .C = V .C / 3 C = 14, 3 x 2, 2 / 3 x 10, 3 = 9, 3 1. A A B B A. La concentration massique est donc : Cm = CA x M = 9, 3 x 192 = 3 1. soit 188mg d'acide citrique dans 1 litre de limonade. 2.