Terminale-Spécialité Physique Chimie Activité expérimentale Détermination du degré d’un vinaigre par pH-métrie
Données : H2O/HO- ( aq )
CH3COOH(aq) / CH3COO- (aq)
Masse molaire de l’acide éthanoïque MA = 60,0 g.mol-1 Masse volumique de la solution de vinaigre ρ = 1,08 g.cm-3
Connu depuis l’Antiquité, le vinaigre (de " vin " et " aigre ") résulte de la fermentation du vin ou d'un autre liquide alcoolisé.
Un vinaigre de vin est essentiellement une solution aqueuse d'acide éthanoïque ( ou acétique ).
Les concentrations commerciales en acide éthanoïque sont exprimées en degrés.
Le degré d'acidité d’un vinaigre est la masse d'acide éthanoïque pur contenue dans 100 g de solution.
Il s’agit de déterminer le degré d’acidité d’un vinaigre du commerce par dosage pH-métrique.
I- DILUTION DE LA SOLUTION S DE VINAIGRE COMMERCIAL
La solution commerciale S de vinaigre étant trop concentrée, il faut la diluer 20 fois.
- Rassembler le matériel nécessaire pour préparer 200 mL de solution diluée notée S’.
- Réaliser la dilution Compte-rendu :
1- Déterminer la valeur Vp du volume de solution commerciale à prélever pour réaliser la dilution.
2- Décrire le protocole.
II. ETUDE DE LA REACTION ENTRE L’ACIDE ETHANOÏQUE ET LA SOLUTION DE SOUDE
1- En déduire l’équation-bilan de la réaction entre l’acide éthanoïque contenu dans le vinaigre et la solution de soude (Na+ + HO-).
Pour être support d’un dosage par titrage, une réaction chimique doit être RAPIDE, UNIQUE et TOTALE.
III- SUIVI PH-METRIQUE DU DOSAGE DE L’ACIDE ETHANOÏQUE PAR UNE SOLUTION DE SOUDE
1- Manipulation
* Placer la solution de soude dans la burette.
* Prélever précisément 20,0 mL de solution d’acide éthanoïque et l’introduire dans le bécher de 150 mL.
* Ajouter environ 20 mL d’eau distillée pour que l’électrode du pH-mètre soit bien recouverte.
Avec quelle verrerie mesure-t-on ces volumes ?
* Ajouter le barreau aimanté dans le bécher et placer celui-ci sur l’agitateur magnétique, sous la burette. Veiller à ce que le barreau ne heurte pas l’électrode très fragile ! ! !
- Tracer directement, sur l’ordinateur, la courbe représentative de l’évolution du pH en fonction du volume VB de solution de soude versée. Ajouter progressivement la solution de soude de concentration CB = 1,0.10-1 mol/L en choisissant de façon pertinente les volumes ajoutés entre chaque lecture de pH.
Attention : Une électrode ne doit jamais être laissée à l’air libre ou plongée longtemps dans une solution fortement basique => Bien laver l’électrode puis la remettre dans le pot contenant l’eau distillée après le dosage.
2- Détermination du point équivalent E
Au passage par l’équivalence, il y a changement de réactif limitant. Ce passage est remarquable sur une courbe.
* Première méthode : courbe pH = f ( VB )
Le point E est un point d’inflexion pour la courbe pH = f (VB ) ayant pour coordonnées
( VBE ; pHE ). Sa détermination permet de repérer le volume de réactif titrant versé à l’équivalence.
Sur la courbe tracée, déterminer les coordonnées du point E par la méthode des tangentes parallèles.
Compte-rendu :
a- Compléter le schéma du montage expérimental.
Schéma du poste de titrage pH-métrique
b- Rappeler la réaction support du titrage.
c- Donner la définition de l’équivalence.
d- Donner la valeur du volume de solution de soude versée à l’équivalence VbE obtenue à l’aide de la méthode des tangentes parallèles en réalisant la construction avec soin.
e- En déduire le nombre de moles d’acide éthanoïque dosée dans le prélèvement de volume VA=20 mL.
f- En déduire la masse d’acide éthanoïque contenue dans le prélèvement de volume VA= 20 mL.
g- Déterminer le degré d’acidité du vinaigre.
h- Comparer à la valeur de référence indiquée sur l’étiquette (On attend un écart relatif).
* Deuxième méthode : courbe dpH/dVB = f (VB)
Créer la grandeur dpH/dVb qui est la grandeur dérivée du pH par rapport à VB. Compte-rendu :
i- Comment repérer l’abscisse du point équivalent E à partir de cette nouvelle courbe ? Expliquer l’allure de la courbe dpH/dVb = f (VB).
IV- SUIVI COLORIMETRIQUE DU DOSAGE DE L’ACIDE ETHANOÏQUE PAR UNE SOLUTION DE SOUDE
Un indicateur coloré judicieusement choisi permet de repérer le passage par l’équivalence.
- Quel indicateur coloré doit-on choisir ?( Aide : Quelles sont les espèces présentes à l’équivalence ? ) Réaliser le dosage par titrage colorimétrique en ajoutant 3 gouttes d’indicateur coloré au réactif titré dans un erlenmeyer. Le volume à l’équivalence devra être déterminé à la goutte près.
( Ne faire ici qu’un dosage lent à la goutte près puisque le volume à l’équivalence est déjà connu … )
Indicateur coloré Zone de virage Hélianthine 3,1 – 4,4 Bleu de bromothymol 6,0 – 7,6 Phénolphtaléïne 8,2 –10,0
pH - 6.00 mètre
