TSTL|Sujets TP - TP : Dosage de l'acide ascorbique

TP Dosage de la vitamine C dans un jus de fruit

1. Présentation de l'acide ascorbique ou vitamine C :

Les fruits contiennent de nombreuses molécules indispensables à l'organisme humain, notamment des sucres, des acides aminés et des vitamines.

La vitamine C, hydrosoluble, naturelle, est particulièrement concentrée dans les agrumes et les kiwis.

Contrairement à de nombreuses espèces animales, l'homme ne peut pas la synthétiser et doit donc la trouver dans son alimentation.

Elle intervient dans l'élaboration des tissus, la formation des cartilages, des vaisseaux et des os. Les besoins de l'organisme sont de l'ordre de 75 mg / jour.

L'acide ascorbique de formule C⁶H⁸O⁶ est aussi un antioxygéne utilisé comme additif alimentaire sous le code E 300.

L'acide ascorbique est le réducteur du couple acide déshydroascorbique / acide ascorbique : C⁶H⁶O⁶ / C⁶H⁸O⁶

Il n'y a pas de groupe carboxylique dans l'acide ascorbique, mais il s'agit bien d'un acide

(son pK^a est de 4,7). L'atome d’hydrogène du groupe hydroxyle en gras est très mobile ; son départ à l'état de proton conduit à la formation d'un anion analogue à un anion carboxylate.

O O

CH² CH CH C O + 2H⁺ + 2 e^- CH² CH CH C O

OH OH C C OH OH C C

O O OH OH

2. Principe du dosage en retour :

On se propose de doser la vitamine C contenue dans un jus de fruit. La méthode choisie utilise la réaction d'oxydation de l'acide ascorbique par une solution aqueuse de diiode de concentration connue. Un jus de fruit contient aussi des sucres et notamment du glucose réducteur.

L'oxydation du glucose (C⁶H¹²O⁶) est lente et elle est catalysée par les ions hydroxyde. Si on opère à un pH inférieur à 3 l'oxydation du glucose est tellement lente qu'on peut admettre qu'elle n'a pas lieu. La seule réaction effective entre le diiode et le jus de fruit est donc celle avec l'acide ascorbique.

A pH = 2, la réaction d'oxydation de l'acide ascorbique est assez lente et un peu limitée. On augmente la vitesse de réaction en utilisant un grand excès de diiode. On dosera ensuite le diiode restant.

Protocole :

On verse dans le milieu réactionnel une quantité connue de diode en excès, de sorte que tout l'acide ascorbique soit oxydé. On dose ensuite le diiode restant en le réduisant par une solution de thiosulfate de acide déshydroascorbique C6H6O6 (oxydant) acide ascorbique C6H8O6 (réducteur)

sodium de concentration connue. On utilise comme indicateur de fin de réaction quelques gouttes d'empois d'amidon (coloré en bleu en présence de diiode, incolore sans présence de diiode).

On déterminera la masse de vitamine C présente dans 100 mL de jus de fruit.

Données : Oxydant le plus fort

I² I^-

C⁶H⁶O⁶ C⁶H⁸O⁶ S⁴O^62- S²O^32- C⁶H¹²O⁷ C⁶H¹²O⁶

Réducteur le plus fort

3. Mode opératoire :

3.1.Préparation de la solution à doser :

Prélever V⁰ = 20 mL de jus de fruit, les verser dans un erlenmeyer, ajouter 10 mL d'acide phosphorique à 5

%.

Ajouter V¹ = 20 mL de solution de diiode de concentration C¹ = 5,0.10^-3 mol.L^-1 ; le diiode doit être en excès.

Agiter délicatement et attendre quelques instants pour que la réaction ait le temps de se terminer.

3.2.Dosage du diiode en excès :

Ajouter la solution de thiosulfate de sodium de concentration C² = 1,0.10^-2 mol.L^-1 présente dans la burette graduée. Quand la solution devient jaune - orange, ajouter 3 gouttes d'empois d'amidon : la solution devient bleu-gris. Terminer l'addition de solution de thiosulfate de sodium jusqu'à décoloration complète du mélange contenu dans l’erlenmeyer. Faire un premier dosage rapide, on gardera l’erlenmeyer comme témoin. Faire un dosage précis. Noter le volume de solution utilisé : soit V^e.

4. Exploitation du t.p. :

4.1.Faire les schémas commentés de la manipulation, respecter les données de l'énoncé.

4.2. Ecrire les deux équations des réactions d'oxydoréduction qui ont lieu ; pour cela écrire d'abord les deux demi-équations électroniques.

4.3.Expliquer pourquoi on opère à pH = 2 .

4.4.Expliquer pourquoi un dosage en retour est préférable à un dosage direct.

4.5.Détermination de la masse d'acide ascorbique du prélèvement :

4.5.1.Calculer la quantité de matière n¹ : quantité de matière de diiode introduite.

4.5.2.Calculer la quantité de matière n² : quantité de matière de thiosulfate de sodium utilisée pour réduire le diiode en excès.

4.5.3. En déduire n³ la quantité de matière de diiode en excès c'est à dire celle qui a été dosée.

4.5.4.En déduire la quantité de matière de diiode ayant oxydé l'acide ascorbique n⁴. 4.5.5.En déduire la masse m d'acide ascorbique présente dans le prélèvement

4.6. Déterminer la masse m^exp d'acide ascorbique contenue dans 100 mL de jus de fruit. Relever l’indication m^théo indiquée sur l’étiquette du jus de fruit. Calculer la précision de votre résultat expérimental

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T.P : DOSAGE DE LA VITAMINE C DANS UN JUS DE FRUIT

Produits table centrale:

- 1 L de jus de pamplemousse « Joker » (à défaut jus de citron "Sicilia") - 500 mL d’acide phosphorique à 5%

- 1 L de solution de diiode dans KI à 5 .10-3 mol/L (10 g de KI + 1,27 g de I² +ED pour faire 1 L) - 1 L de solution de thiosulfate de sodium à 10-2mol/L

Matériel table centrale :

- 24 béchers de prélèvement - 8 pots

Par groupe produits :

- empois d'amidon à flaconner - eau distillée

Par groupe matériel :

- 2 erlenmeyer de 100 mL - 2 pipettes jaugées de 20 mL - 1 éprouvette graduée de 10 mL - 1 poubelle

- 1 burette

- 1 agitateur magnétique

- 1 pipette jaugée de 10 mL ou une éprouvette - 1 propipette