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TP
Ch im ie - C0 6
Détermination du degré d'acidité d'un vinaigre
1- Objectifs
Les objectifs de ce travail sont de:
- Effectuer le dosage par suivi pH-métrique d'une solution de vinaigre.
- Déterminer graphiquement le volume équivalent par la méthode des tangentes parallèles.
- Calculer le degré du vinaigre et vérifier l'indication portée sur l'étiquette.
- Choisir l'indicateur coloré adapté pour effectuer un dosage colorimétrique.
2- Introduction
L'origine du vinaigre est sans doute aussi ancienne que celle du vin pour la bonne et simple raison que laissé à l'air libre, le vin devient rapidement acide et tourne au "vin aigre".
Le vinaigre d'alcool provient d'une double fermentation: la fermentation alcoolique où les sucres sont transformés en alcool et la fermentation acétique où l'alcool est transformé en acide acétique (acide éthanoïque) sous l'action combinée du dioxygène de l'air et de la bactérie Acidobacter.
Le vinaigre d'alcool peut donc être assimilé à une solution d'acide éthanoïque (C2H4O2ou CH3COOH).
On donne la constante d'acidité du couple CH3COOH/CH3COO- (KA=1,78.10–5) et le produit ionique de l'eau (Ke=1,0.10–14).
3- Principe de manipulation
Une solution S1 de vinaigre dilué dix fois est dosée par une solution d'hydroxyde de sodium (soude).
Le dosage est suivi par pH-métrie en étudiant l'évolution du pH de la solution de vinaigre lors de l'ajout progressif de la solution de soude.
Les mesures effectuées permettront de tracer la courbe représentative des variations du pH en fonction du volume VBde soude ajouté.
Le montage utilisé est représenté ci contre. 4,1 pHmètre
Burette contenant la solution titrante (hydroxyde de sodium)
pH-mètre Bêcher contenant la
solution à titrer (acide éthanoïque)
Agitateur magnétique
4- Préparation de la solution S
1de vinaigre à 10% en volume
Décrire le protocole (calculs, démarche, matériel utilisé) permettant de préparer 50mL de solution de vinaigre à 10% en volume.
5- Suivi pH-métrique
Etalonner le pH-mètre (solution tampon à 7, température puis solution tampon à 4).
Remplir la burette avec la solution d'hydroxyde de sodium titrante de concentration CB=1,0.10-1mol.L-1, et ajuster à la graduation 0.
Dans un bêcher de forme haute, verser 10,0mL de solution S1 de vinaigre à titrer, prélevés à l'aide d'une pipette jaugée de 10,0mL.
Ajouter quelques gouttes de phénolphtaléine ou de bleu de bromothymol.
Introduire un barreau aimanté et placer le bêcher sur un dispositif d'agitation magnétique (agitation très modérée).
Rincer puis sécher minutieusement l'électrode combinée et l'introduire dans le bêcher.
Relever le pH initial de la solution de vinaigre et placer sa valeur dans le tableau ci après.
Ajouter progressivement la solution de soude et relever la valeur du pH du milieu réactionnel dès la stabilisation de sa valeur.
Attention: Introduire les premiers millilitres de solution titrante goutte à goutte et surveiller l'évolution du pH après chaque ajout et adapter en conséquence l'ajout suivant.
Compléter le tableau ci-dessous:
VB(mL) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
pH
VB(mL) 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 12,5
pH
VB(mL) 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 19,0 pH
6- Exploitation des résultats
On utilisera les notations suivantes:
C0: concentration de l'acide éthanoïque dans le vinaigre (solution S0) CA: concentration de l'acide éthanoïque dans la solution S1
VA: volume de solution d'acide éthanoïque versé dans le bécher nA: quantité d'acide éthanoïque contenue dans le bécher
CB: concentration de l'hydroxyde de sodium dans la solution titrante VBE: volume équivalent de la solution titrante
n(HO-)équ: quantité d'ions hydroxyde versés à l'équivalence
Représenter graphiquement les variations du pH en fonction du volume de soude ajouté.
Déterminer les coordonnées du point d'équivalence (V
Eqet pH) de la réaction par la méthode des tangentes parallèles.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 V (mL)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
pH
Sur le graphique, indiquer soigneusement le domaine de virage de la phénolphtaléine (8,2 à 10,0) ou du bleu de bromothymol (6 à 7,6).
Ecrire l'équation de la réaction entre l'hydroxyde de sodium et l'eau puis celle qui traduit la réaction entre l'acide éthanoïque et l'eau.
Ecrire l'équation de la réaction entre les ions hydroxyde et l'acide éthanoïque.
Déterminer la constante de la réaction entre les ions hydroxyde et l'acide éthanoïque.
Cette réaction est-elle totale? Justifier.
Ecrire la relation à l'équivalence.
Déterminer la concentration de l'acide éthanoïque dans la solution S1
En déduire la concentration de l'acide éthanoïque dans le vinaigre.
Pourquoi a-t-il été nécessaire de diluer dix fois le vinaigre?
7- Détermination du degré d’acidité du vinaigre
Le degré d'acidité du vinaigre est la masse d'acide éthanoïque pur contenu dans 100g de vinaigre.
Déterminer puis calculer le degré d'acidité expérimental Dexp du vinaigre étudié sachant que la densité par rapport à l'eau du vinaigre étudié est égale à 1,02.
Comparer la valeur trouvée avec l'indication portée sur l'étiquette et calculer l'erreur relative.
Conclure.
