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.
- 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.
- Manipulation
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.
- 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.
- Exploitation
Faire un schéma annoté du montage
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.
Donner le domaine de prédominance des espèces chimique de
ce couple en fonction du pH.
Ecrire l'équation chimique de la réaction de titrage.
Sachant que la constante d'acidité du couple H2O/OH-(aq)
est Ke =10-14, calculer la constante la constante d’équilibre K
de la réaction acido-basique étudiée.
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?
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).
Imprimer les deux courbes sur la même page.
A partir du document, déterminer le volume équivalent par
la méthode des tangentes. Comparer les 2 méthodes.
Quel est le pH pour VB=10 mL ? En déduire la
quantité d’ions OH- présents dans la solution. La réaction
peut-elle être considérée comme totale.
Quelle relation existe-t-il entre la quantité de matière
des ion hydroxyde versée et celle de vitamine C. En déduire la quantité de
matière d'acide ascorbique dans la solution S.
Calculer la masse m de vitamine C par comprimé et comparer avec les
indications de la boîte.
Matériel
Sur chaque paillasse
- Mortier
- Pilon
- Eprouvette graduée 100 mL
- 2 Béchers 100 et 1 de 250 mL
- Agitateur magnétique
- Fiole jaugée 100mL
- Papier pour boucher la fiole
- Eau distillée
- PH-mètre
- Papier filtre
- Solutions tampon pH=7 et pH=4
- Pot en verre
- Burette
- Comprimé de vitamine C (laroscorbine 500 mg)
Au bureau
500 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration
2.10-1 mol.L-1
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Bénédicte COLLIAU et
Professeurs de sciences-physiques
Lycée Augustin Thierry 41000 Blois