Sciences chimiques - exercitations sur l'étude de la vitamine C, Exercices de Génie chimique
Renee88
Renee8823 April 2014

Sciences chimiques - exercitations sur l'étude de la vitamine C, Exercices de Génie chimique

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Sciences chimiques - exercitations sur l'étude de la vitamine C. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: Étude de la réaction entre une solution aqueuse d'acide ascorbique et une solution aqueuse d'hydroxyde de ...
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Etude de la vitamine C

National Juin 2003 EXERCICE I : ETUDE DE LA VITAMINE C (4 POINTS)

L'acide ascorbique, couramment dénommé vitamine C, est un réducteur naturel que l'on qualifie

usuellement d'antioxydant. On le trouve dans de nombreux fruits et légumes. Une carence

prolongée en vitamine C favorise le scorbut. On a montré que la vitamine C peut prévenir des petits

maux quotidiens tels que le rhume ainsi qu'aider dans le traitement de certains cancers.

En pharmacie il est possible de trouver l 'acide ascorbique, par exemple sous forme de comprimés

« de vitamine C 500 ».

1. Étude de la réaction entre une solution aqueuse d'acide ascorbique et une solution aqueuse

d'hydroxyde de sodium (ou soude).

Pour simplifier, l 'acide ascorbique, de formule brute C6H8O6 , sera désigné par HA dans la suite de

l'exercice.

Dans cette étude, on envisage la réaction très rapide entre une solution aqueuse d'acide

ascorbique de concentration molaire en soluté apporté CA = 1,00 10 –2 mol.L-1 et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration molaire en soluté apporté

CB = 2,00 10 –2 mol.L-1. Le volume initial de la solution aqueuse d 'acide ascorbique est VA = 20,0 mL et on note VB le

volume de la solution aqueuse d 'hydroxyde de sodium versée.

1.1 . Ecrire l'équation traduisant cette réaction.

1.2. On étudie le mélange, à 25°C, lorsque l'on a versé VB = 5,0 mL de solution aqueuse

d'hydroxyde de sodium.

1.2.1 Le pH du mélange est alors égal à 4,0. En déduire la concentration en ions oxonium

H3O+ dans ce mélange.

1.2.2. Calculer la concentration en ions hydroxyde dans ce mélange. En déduire la quantité

nf(HO-) d'ions hydroxyde présents à l'état final dans ce mélange.

On donne le produit ionique de l'eau à 25°C; Ke = 1,0 10 -14. 1.2.3. DANS L'ANNEXE À RENDRE AVEC LA COPIE, compléter le TABLEAU 1

descriptif de la réaction chimique entre l'acide ascorbique et les ions hydroxyde. En

déduire la valeur numérique de l'avancement final xf.

1.2.4. La transformation est-elle totale ? La réaction associée à cette transformation peut-elle

servir de support au dosage d'une solution aqueuse d'acide ascorbique par une solution

aqueuse d'hydroxyde de sodium ?

2. Dosage colorimétrique d'un comprimé de vitamine C

On écrase un comprimé de « vitamine C 500 » dans un mortier. On dissout la poudre dans

un peu d'eau distillée et l'on introduit l'ensemble dans une fiole jaugée de

100,0 mL; on complète avec de l'eau distillée. Après homogénéisation, on obtient la

solution S.

On prélève un volume VA = 10,0 mL de la solution S que l'on dose avec une solution

aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration molaire en soluté apporté

CB = 2,00 10 -2 mol.L-1 en présence d'un indicateur coloré convenablement choisi. L'équivalence est obtenue pour un volume de solution aqueuse d'hydroxyde de sodium

VBE = 14,4 mL.

2. 1. Représenter un schéma annoté du dispositif pour réaliser ce titrage.

2.2. Quel indicateur coloré doit-on choisir parmi les trois proposés ci-après ? On pourra s'aider

de la courbe pH = f (VB) donnée SUR LA FIGURE 2 DE L'ANNEXE À RENDRE

AVEC LA COPIE pour justifier la réponse à cette question. Cette courbe a été obtenue à

partir d'un logiciel de simulation, indépendamment des quantités dosées dans l’exercice.

On donne la zone de virage de quelques indicateurs colorés :

indicateur coloré zone de virage

rouge de méthyle 4,2 - 6,2

bleu de bromophénol 3,0 - 4,6

rouge de crésol 7,2 - 8,8

2.3. Définir l'équivalence.

2.4. Calculer la quantité d'acide ascorbique dans les 10,0 mL de solution titrée en utilisant les

données introductives de la question 2.

2.5. En déduire la masse m, en mg, d'acide ascorbique contenu dans un comprimé.

Expliquer l'indication du fabricant « vitamine C 500».

On donne les masses molaires atomiques en g. mol-1 :

M(C) = 12,0 ; M(H) = 1,0 ; M(O) = 16,0.

3. Étude de la molécule de l'acide ascorbique

La formule semi-développée de l 'acide ascorbique est la suivante :

Les propriétés acido-basiques de cette molécule sont dues à l'hydrogène du groupe

caractéristique (ou fonctionnel) entouré par un cercle. Cette molécule possède d'autres groupes

caractéristiques.

À quelle famille de composés correspondent respectivement les groupes caractéristiques (ou

fonctionnels) encadrés dans la formule de l'acide ascorbique et notés (1) et (2) ?

TABLEAU 1

équation de la réaction HA + ………….. = ………….. + …………..

état du

système

avancement

en mol quantité de matière en mol

état initial 0 n0 (HA) =

état final xf

nf(HA) =

FIGURE 2

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