protocole expérimental :

Le bicarbonate de soude "officinal" utilisé en cas d'excès d'acidité gastrique est l'hydrogénocarbonate de sodium NaHCO₃. On se propose de vérifier le degré de pureté d'un échantillon. La manipulation comporte deux étapes:

- réaction d'une masse donnée d'échantillon avec une solution d'acide chlorhydrique en excès

- dosage de l'excès d'acide chlorhydrique par une solution de soude( hydroxyde de sodium)

CO₂, H₂O / HCO₃^- : pKa =6,4 ; HCO₃^- /CO₃^2- : pKa =10,3 ;

masse molaire NaHCO₃ = 84 g/mol.

1ère étape :

- peser dans un erlenmeyer 1 g de bicarbonate de soude.

- ajouter 25 mL d'acide chlorhydrique de concentration Ca= 1 mol/L. On observe un dégagement gazeux. Le bilan de cette réaction est : HCO₃^-+ H₃O⁺ -->CO₂ + 2H₂O(1)

- Quand le dégagement gazeux a cessé, rincer la paroi intérieure de l'erlenmeyer avec un jet de pissette d'eau distillée.

-Ajouter quelques grains de pierre ponce.

- adapter un réfrigérant à air (bouchon muni d'un long tube de verre).

-chauffer le mélange 3 à 4 min puis refroidir l'erlenmeyer sous l'eau du robinet.

- rincer à nouveau la paroi intérieure de l'erlenmeyer.

2 ème étape :

- Placer le contenu de l'erlenmeyer dans une fiole jaugée de 200 mL puis compléter avec de l'eau distillée. On obtient une solution S₂. 

- prélever 20 mL de cette solution S₂.

- Doser ces 20 mL avec une solution de soude de concentration 0,1 mol/L. L'indicateur coloré utilisé est l'héliantine.

Questions :

1. Placer les couples acides bases cités , ainsi que les couples de l'eau sur un axe des pKa.
2. Calculer la constante d'équilibre de la réaction (1). En déduire que cette réaction peut être considérée comme totale.
3. Quelles sont les deux réactions qui peuvent se produire entre les ions hydroxydes et les espèces présentes dans la solution S₁. On rappelle que l'acide chlorhydrique est introduit en excès.
4. On souhaite doser uniquement l'acide chlorhydrique en excès. expliquer comment le protocole expérimental permet d'éviter que l'autre réaction ne se produise.
5. Ecrire l'équation bilan de la réaction de dosage ( étape 2).
6. Le volume pour atteindre l'équivalence est Ve= 13,6 mL . Déterminer la concentration de S₂ en ion oxonium.
   - en déduire la quantité de matière d'ion oxonium dans 200 mL de S₂.
   - calculer la quantité d'ion oxonium consommé par la réaction (1)
7. Le degré de pureté est défini par d= m/100 où m est la masse en grammes de NaHCO₃ contenu dans 100 g d'échantillon officinal. En déduire le degré de pureté de l'échantillon de bicarbonate.