Titrage de la vitamine C présent dans un comprimé
La vitamine C ou acide ascorbique est une substance essentielle pour le métabolisme. Elle intervient dans l'assimilation des glucides et joue un rôle anti-infectieux, anti-oxydant et antihémorragique. Les besoins journaliers sont estimés à 90 mg (principalement par le biais des fruits et des légumes) et sa carence provoque une maladie appelée scorbut.
L'acide ascorbique est un réducteur. C'est aussi un acide faible et c'est cette propriété que nous allons utiliser pour vérifier la masse d'acide ascorbique présente dans un comprimé de vitamine C.
I. Principe
Nous allons réaliser le titrage de l'acide ascorbique (formule C6H8O6) par une réaction acido-basique avec de l'hydroxyde de sodium avec un suivi pH-métrique.
II. Manipulation
1) Préparation de la solution S
Broyer soigneusement un comprimé de vitamine C dans un mortier et introduire la poudre dans un bécher (100 mL) contenant environ 40 ml d'eau distillée. Rincer le mortier (avec environ 20 mL d'eau distillée) et ajouter l'eau de rinçage dans le bécher.
Placer l'ensemble sous agitation magnétique.
Après quelques minutes, verser le contenu du bécher dans une fiole jaugée 100 mL. Rincer le bécher avec 10 mL d'eau distillée puis ajouter l'eau de rinçage dans la fiole jaugée.
Ajouter de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge et homogénéiser.
Verser la solution préparée dans un bécher de 250 mL.
2) Dosage
Remplir la burette avec la solution d'hydroxyde de sodium de concentration cb = 0,2 mol.L-1.
Etalonner le pHmètre puis la sortie analogique du capteur à l’aide de synchronie (fiche méthode n°7) en utilisant deux solutions tampon pH=7 puis pH=4 (entrer « pH-mètre initio » pour le nom du descripteur puis « pH » pour le nom)
Paramétrer synchronie : Menu paramètres :
Entrée 0 : acquisition en mode pas à pas et instantanée, choisir le capteur pH-mètre initio, fenêtre 1 cochée Entrée 1 : volume (en mL) en mode pas à pas au clavier, pas de fenêtre à cocher (car cette variable est en abscisse) Onglet Fenêtres : volume en abscisse (min=0 maxi=25) et en ordonnée Min=0 et Max=14
Lancer l’acquisition sous synchronie (touche F10)
Rappelez-vous qu'il faut réduire le volume des ajouts quand les variations de pH deviennent importantes.
III. Exploitation
1) Faire un schéma annoté du montage
2) L'acide ascorbique est la forme acide du couple C6H8O6/ C6H7O6- de pKa = 4,05. Ecrire l'équation de la réaction de l'acide ascorbique avec l'eau. Exprimer la constante d'équilibre Ka de ce couple.
3) Donner le domaine de prédominance des espèces chimique de ce couple en fonction du pH.
4) Ecrire l'équation chimique de la réaction de titrage.
5) Sachant que la constante d'acidité du couple H2O/OH-(aq) est Ke =10-14, calculer la constante d’équilibre K de la réaction acido- basique étudiée.
6) L'ajout d'eau distillée à la prise d'essai modifie-t-il le pH de la solution de départ ? Modifie-t-il les résultats du titrage?
7) Déterminer le point d'équivalence en traçant la dérivée dpH/dVb (utiliser le menu « Traitements », « dérivation », variables sources : pH, variable de destination : dpH/dV puis dérivée par rapport au volume).
8) Imprimer les deux courbes sur la même page.
9) A partir du document, déterminer le volume équivalent par la méthode des tangentes. Comparer les 2 méthodes.
10) Quel est le pH pour VB=10 mL ? En déduire la quantité d’ions OH- présente dans la solution. La réaction peut-elle être considérée comme totale.
11) Quelle relation existe-t-il entre la quantité de matière des ions hydroxyde versée et celle de vitamine C. En déduire la quantité de matière d'acide ascorbique dans la solution S.
12) Calculer la masse m de vitamine C par comprimé et comparer avec les indications de la boîte.
