Dosage de la vitamine C dipôle (RL) ; cinétique de la saponification de l'éthanoate d'éthyle d'après bac Amérique du Sud 2005 oscillateur solide ressort ; le dihydrogène : : pile à combustible et électrolyse d'après bac Nlle Calédonie mars 2005

Aurélie 13/3/6

Dosage de la vitamine C

La vitamine C ou acide ascorbique est vendue en pharmacie sous forme de comprimés.

Données à 25°C :

masse molaire de l'acide ascorbique : 176 g/mol ; pKa = 4

masse d'acide ascorbique dans un comprimé : 500 mg d'après le fabricant

concentration de la soude utilisée : C_b= 0,02 mol/L

indicateur coloré	teinte acide	zone de virage	teinte basique
rouge de méthyle	rouge	4,2 - 6,2	jaune
rouge de crésol	jaune	7,2 - 8,8	rouge
hélianthine	rouge	3,1 - 4,4	jaune

La formule brute de l'acide ascorbique est C₆H₈O₆ , sa formule semi-développée est la suivante :

Un atome de carbone asymétrique est un atome de carbone tétraèdrique relié à 4 atomes ou groupes d'atomes différents.

Les atomes de carbone n°4 et n°5 sont asymétriques

Le comprimé écrasé est dissout dans un peu d'eau dans un bécher. Le contenu du bécher est transvasé dans une fiole jaugée de volume V=100 mL. On complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge, la solution obtenue est notée S. On prélève un volume V_a = 10 mL de la solution S, on le verse dans un bécher et on ajoute 20 mL d'eau distillée. Le dosage pH-métrique par une solution d'hydroxyde de sodium donne les résultats représentés par le document ci-dessous.

L'acide ascorbique est représenté par la formule simplifiée AH.

équation bilan de la réaction de dosage : AH + HO^- donne A^- + H₂O
constante de la réaction :

K_r =[A^-] / ([AH][HO^-]) =[A^-] [H₃O⁺] / ([AH][HO^-][H₃O⁺] )

Or AH + H₂O =H₃O⁺ +A^- ; K_a = [A^-] [H₃O⁺] /[AH] d'où K_r= K_a/K_e = 10^-4 / 10^-14 = 10¹⁰.

cette constante étant très grande, la réaction est totale.

L'équivalence du dosage : à l'équivalence, les quantités de matière des réactifs mis en présence sont dans les proportions stoéchiométriques ; avant l'équivalence l'un des réactifs est en excès ; après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.

Les coordonnées du point d'équivalence:

coordonnées du point d'équivalence : E(V_{b équi}= 15 mL ; pH=8)

on utilise la méthode des tangentes ; on remarque que la courbe dérivée passe par un maximum à l'équivalence.

Les espèces chimiques majoritaires à l'équivalence : à pH supérieur à pK_a ( 4 dans ce cas) la base conjuguée prédomine. L 'espèce majoritaire à l'équivalence est l'ion A^-, base conjuguée de l'acide AH ; la présence de la base faible A^- majoritaire, est responsable de la valeur pH =8 (milieu basique )
La concentration molaire C_a en acide ascorbique de la solution S :

à l'équivalence :C _a V_a = C_b V_b --> C_a = 0,02*15 / 10 = 0,03 mol L^-1.

soit 0,003 mol dans 100 mL, c'est à dire dans un comprimé.

masse d'acide ascorbique dans un comprimé : 0,003*176 =0,528 g ou 528 mg.

écart relatif : 28 /500 =0,056 ( 5,6%); cet écart est faible.

On ajoute de l'eau afin d'immerger correctement la sonde du pH-mètre ; l'eau n'apportant pratiquement pas d'ion oxonium, le volume de soude ajouté à l'équivalence ne sera pas modifié.

A la demi équivalence du dosage acide faible base forte, le pH est égal au pK_a du couple acide base faible.

lecture graphique : ½ V_{b équi} =7,5 mL et pH voisin de 4 soit Ka voisin de 10^-4.

choix d'un indicateur coloré :

Le changement de couleur de l'indicateur coloré permet de repèrer l'équivalence. La zone de virage de l'indicateur coloré doit contenir le pH du point équivalent ( soit pH=8 dans ce cas) : on choisit donc le rouge de crésol.

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