Laboratoire “projet” :
Détermination de la teneur en sel dans le beurre
Objectif
Séparer le chlorure de sodium du beurre à l’aide d’une extraction liquide-liquide.
Faire un titrage par précipitation pour déterminer la concentration d’ions chlorure.
Déterminer la teneur en chlorure de sodium dans un beurre salé et demi-sel
Évaluer la validité des informations données sur les étiquettes d’informations nutritionnelles.
Introduction
L’utilisation du sel transcende les cultures. Ce nutriment est connu de tous, consommé par tous et utilisé dans toutes les cuisines du monde. Il est donc normal de le retrouver dans une multitude d’aliments salés (saucisson, chips, soupes) et même souvent dans des aliments sucrés (caramel, biscuit, gatorade). Dans l’industrie alimentaire, il est couramment utilisé pour améliorer la saveur, la texture et augmenter la durée de conservation des aliments. L’ion sodium peut être ajouté sous d’autres formes que le sel de table, telles que le nitrite de sodium, le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude) et le glutamate monosodique. Le sodium peut également être ajouté lors de la production d'aliments à partir de sources plus complexes, telles que la sauce de soya, le sel d'ail ou d'autres condiments.
Le beurre est, comme le sel, un aliment ancien. Sa découverte coïncide avec la domestication des vaches. Notons la découverte en 2013 d’une motte de beurre vieille de 5000 ans et pesant 45 kg dans une tourbière d’Irlande. Ce trésor archéologique valait à l’époque une véritable fortune. Du sel était ajouté au beurre afin d’améliorer la conservation de ce graisseux joyau. Aujourd’hui, le beurre salé vendu dans le commerce contient environ 2 à 3% de chlorure de sodium en masse.
Malgré toutes les qualités du sel, l’excès de sodium peut provoquer l'hypertension artérielle, un important facteur de risque d'accident vasculaire cérébral, de maladie cardiaque et de maladie rénale. L’Organisation mondiale de la Santé (OMS) et santé Canada recommandent qu’un adulte consomme environ de 1,5 g de sodium par jour (3,8
g de sel). En moyenne, les Canadiens et les Canadiennes consomment environ 3,4 g de sodium par jour (8,5 g de sel). Cet apport est de plus du double de l'apport nécessaire.
Théorie
Pour déterminer la quantité de sel dans le beurre, on doit d’abord extraire le sel du beurre en faisant fondre le beurre dans l’eau chaude. L’eau et le gras du beurre vont former deux phases, car ils sont insolubles l’un dans l’autre. Étant donné que le sel est plus soluble est soluble dans l’eau que dans le gras du beurre, il aura tendance à vouloir y rester. En isolant la phase aqueuse du gras fondu à l’aide d’une ampoule à extraction, il est possible d’isoler le sel et de l’analyser. La technique d’extraction liquide-liquide est expliquée dans la vidéo suivante.
http://gestesdelascience.ccdmd.qc.ca/fiche/extraction-liquide-liquide
Les ions chlorures du NaCl vont être dosés à l’aide d’un titrage par précipitation où le titrant est le nitrate d’argent AgNO3. Les titrages par précipitation sont basés sur des réactions donnant des composés ioniques de faible solubilité. Les méthodes titrimétriques à base de nitrate d'argent sont parfois appelées méthodes argentimétriques. Les ions chlorures (Cl–) du sel réagiront avec l’ion Ag+ formant un précipité blanc qui est insoluble dans l’eau selon la réaction suivante:
Ag
+(aq)+ Cl
–(aq)→ AgCl
(s)Le chromate de potassium sert d’indicateur de point final pour le titrage des ions chlorures. En réagissant avec les ions argent il forme un précipité de chromate d’argent de couleur rouge brique au point d’équivalence. Les ions Ag+ forment un précipité avec les ions CrO42- selon la réaction suivante :
CrO
42-(aq)
+ 2 Ag
+(aq)→ Ag
2CrO
4(s)Étant donné que AgCl est moins soluble que Ag2CrO4, ce n’est que lorsque tous les ions Cl- auront précipité que l’excès de AgNO3 réagira avec les ions chromates et teintera la solution titrée.
Figure 1 : Extraction liquide-liquide
Dans le beurre, la principale source de Na+ et de Cl- est le sel (NaCl). La concentration des ions chlorures déterminée expérimentalement devrait donc être similaire à la concentration des ions sodium dans cette même solution. Cette information est disponible dans le tableau des valeurs nutritives inscrit sur l’emballage des aliments.
Tableau 1 : Reproduction de tableaux de valeurs nutritives pour le beurre salé de la marque Lactantia (gauche) et pour le beurre demi-sel de la marque Lactantia (droite).
Beurre salé Beurre demi-sel
Valeur nutritive Pour 2 c. à thé (10 g)
Valeur nutritive Pour 2 c. à thé (10 g)
Teneur % valeur quotidienne Teneur % valeur quotidienne
Calories 70 Calories 70
Lipides 8 g 12% Lipides 8 g 12%
Sodium 75 mg 3% Sodium 35 mg 1%
Glucides 0 g 0% Glucides 0 g 0%
Protéines 0 g Protéines 0 g
Avant d’arriver au laboratoire
Visionnez la vidéo expliquant une extraction liquide-liquide.
Allez consulter les fiches signalétiques de AgNO3 et K2CrO4
Calculer la solubilité du AgCl(s) et du Ag2CrO4(s).
Pour l’analyse de 5 g de beurre salé, quelle est la concentration attendue en ion chlorure de la solution aqueuse obtenue à la fin de la partie 1.
Pour l’analyse du beurre salé, quel est le volume équivalent attendu pour votre titrage.
Préparez l’ensemble des schémas de protocole pour exécuter toutes les manipulations. Laissez de l’espace afin de faire les corrections et ajouts inévitables.
Consultez les fiches de santé de tous les produits
Matériel disponible
En plus du matériel de base présent dans votre tiroir, vous aurez accès au matériel identifié au tableau 4.11 du guide méthodologique.
Ampoule à extraction de 250 ml
Solution étalonnée de AgNO3 0,1M
Solution de K2CrO4 0,3M
Déroulement de l’expérience Partie 1 : Extraction des ions chlorures
1) Préparez le montage à extraction à l’aide d’un support universel et d’un support à ampoule à extraction (anneau métallique)
2) Dans un bécher propre et sec de 150 mL (bécher #1), pesez 4-5g de beurre.
3) Dans un autre contenant, faites bouillir 100 ml d’eau déionisée.
4) Ajoutez 20 mL d’eau bouillante dans le bécher #1 et mélangez jusqu’à la fonte du beurre.
5) Transférez le mélange obtenu dans une ampoule à extraction de 250 mL et bouchez l’ampoule à l’aide du bouchon approprié. Avant d’ajouter le mélange, vérifiez que le robinet de l’ampoule est bien fermé.
6) Agitez vigoureusement le mélange en laissant échapper la surpression à quelques reprises.
7) Replacez l’ampoule sur l’anneau, enlevez le bouchon et laissez décanter quelques minutes.
8) Recueillez la phase aqueuse inférieure dans un bécher #2 de 150 mL, laissez le gras de beurre dans l’ampoule.
9) Versez 20 ml d’eau bouillante dans le bécher #1 pour récupérer le reste du beurre qui est resté collé dans le bécher lors de l’étape 5. Transférez cette eau chaude dans l’ampoule contenant encore le gras du beurre.
10) Répétez les étapes 6 à 8
11) Faites une troisième extraction avec 20 mL d’eau bouillante en procédant de la même façon que pour la deuxième extraction.
12) Transférez les phases aqueuses du bécher #2 dans un ballon jaugé de 100 mL et complétez avec de l’eau désionisé jusqu’au trait de jauge.
Partie 2 : Titrage des ions chlorures par précipitation
1) Pipettez 10 mL de votre solution et mettez-le dans un erlenmeyer muni d’un barreau magnétique.
2) Ajoutez 4 à 5 gouttes de K2CrO4 (0,3 M)
3) Remplissez votre burette de la solution d’AgNO3 (0,01 M)
4) Ajoutez la solution de nitrate d’argent jusqu’à l’apparition d’une coloration rouge orangé.
5) Répétez le titrage jusqu’à avoir 3 résultats concordants (à l’intérieur de 0,1 mL).
6) Préparez un témoin sans addition de AgNO3.
Analyse des résultats Calculs
Calculez le %(m/m) en NaCl attendu dans le beurre salé et le beurre demi-sel.
Calculez le %(m/m) en NaCl expérimentale dans le beurre salé et le beurre demi-sel.
Tableaux
Présentez dans un tableau les résultats expérimentaux et valeurs attendues.
Discussion et matière à réflexion
Selon vos analyses, est-ce que les quantités de sodium affichées sur les tableaux de valeurs nutritionnels sont correctes? Justifiez votre réponse.
Expliquez l’extraction que vous avez effectuée.
o Pourquoi avez-vous fait chauffer votre eau?
o Pourquoi avoir analysé la phase aqueuse?
Expliquez votre titrage
o Quel est le rôle de K2CrO4 dans le titrage par précipitation?
o Pourquoi la coloration n’apparait qu’au volume équivalent et non pas avant?