Aurélie 17/10/11
 

 

   Indice d'acide, indice d'iode d'une huile d'olive.

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Les acides gras sont des acides carboxyliques dont la chaîne carbonée est longue : elle comporte plus d'une dizaine d'atomes de carbone. Les corps gras sont principalement constitués de triglycérides, c'est à dire de triesters d'acides gras et du glycérol. La formue générale d'un triglycéride est :

Le glycérol est le propan-1, 2, 3-triol.
Donner la formule semi-développée du glycérol.
HO-CH2-CHOH-CH2OH.
Donner la formule générale d'un ester. Les groupes alkyles seront notés R1 et R2.
R1-COO-R2.
Justifier le terme triester du glycérol.
Un triglycéride possède trois fonctions ester. Un triglycéride est obtenu à partir d'un trialcool, le glycérol.


La formule topologique d'un acide gras, l'acide oléïque, est représentée.

Le nom de l'acide oléïque est l'acide (Z)-octadéc-9-èneoïque. L'acide oléïque présente une stéréoisomérie.
Quelle est l'origine de l'existence de cette stéréoisomérie ?
Les atomes de carbone doublement liés possèdent des substituants différents.
Donner la formule topologique du stéréoisomère de l'acide olèïque ainsi que son nom.
L'acide (E)-octadéc-9-èneoïque, dont la formule topologique est donnée ci-dessus.

Une énergie d'au moins 200 kJ / mol est nécessaire pour passer d'un stéréoisomère à un autre. L'énergie moyenne d'agitation thermique d'une mole d'acide oléïque est d'environ 3 RT où R est la constante des gaz parfaits et T la température absolue.
Pourquoi le passage d'un isomère à un autre est-il impossible à 25°C ?
Energie moyenne d'agitation thermique à 25°C ( 298 K) : 3*8,314 *298 = 7,43 kJ/mol, valeur très inférieure à 200 kJ/mol.
Dans une huile végétale, telle su l'huile d'olive, une partie des acides gras n'est pas estérifiée : elle est dite libre. L'indice d'acide d'une huile est une mesure de cette fraction d'acides libres.
L'indice d'acide est le pourcentage en masse d'acides libres dans une huile, pourcentage calculé comme si tous les acides libres étaient l'acide oléïque de masse molaire M = 282 g/mol.
Pour une huile d'olive vierge, les normes imposent que l'indice d'acide soit inférieur à 3,3 %.

Les acides libres présents dans un volume V = 20,0 mL d'une huile d'olive vierge sont dosés par une solution d'hydroxyde de potassium dans l'éthanol. Toute la suite sera traitée en considérant que le milieu est aqueux.
L'équation de la réaction de dosage s'écrit donc :
R-COOH aq + HO-aq = RCOO-aq + H2O(l).
Rappeler l'expression de la constante d'acidité Ka d'un couple acide base noté RCOOH / RCOO-.
Ka = [RCOO-][H3O+] / [RCOOH].
On donne à 25°C pKa(
RCOOH/ RCOO-) = 5.
Exprimer puis calculer la constante d'équilibre K de la réaction de dosage.
K = [RCOO-aq] / ([R-COOH aq][HO-aq]) = Ka / ([H3O+][HO-aq]) = Ka /Ke = 10-5 / 10-14 = 109.
Cette réaction peut-elle servir de support à un dosage ?
K est grande, la réaction est donc totale.
Les réactions acide base étant de plus rapides, cette réaction peut servir de support à un dosage.
A l'équivalence du dosage, quelle espèce majoritaire est présente ?  Que peut-on en déduire concernant le pH ?
Les ions potassium sont "spectateurs".
RCOO-aq est majoritaire, c'est une base qui réagit patiellement avec l'eau : le pH de la solution sera donc supérieur à 7.
Parmi les indicateurs colorés suivants, lequel est le plus approprié ? Justifier.
indicateur
zone de virage
hélianthine
3,1 - 4,4
rouge de crésol
7,2 -8,8

La zone de virage de l'indicateur coloré doit contenir le pH du point équivalent, donc le rouge de crésol est le plus approprié.
La quantité de matière d'ion hydroxyde versée à l'équivalence est égale à la quantité de matière d'acides gras libres et vaut n = 1,74 mmol.
En déduire l'indice d'acide de l'huile d'olive vierge utilisée. Sa valeur est-elle conforme aux normes ?
Masse volumique de l'huile d'olive : r =0,91 g/mL.
Masse d'acide oléïque : m = n M = 1,74 10-3 * 282 =0,49068 g dans V = 20,0 mL d'huile.
Masse du volume V d'huile : V r = 20 *0,91 = 18,2 g.
L'indice d'acide est le pourcentage en masse d'acides libres dans une huile.
0,49068 / 18,2 = 0,027 ( 2,7 %), valeur inférieure à la limite de 3,3 % : l'huile est donc conforme.


Indice d'iode d'une huile d'olive.
Pour déterminer l'indice d'iode d'une huile, une masse m =0,20 g d'huile est mélangée, dans un solvant approprié, à 20 mL d'un réactif W contenant du diiode I2. En notant R-CH=CHR' une molécule insaturée présente dans l'huile, l'équation chimique de la réaction chimique ayant lieu s'écrit :
R-CH=CH-R' +I2 = R-CHI-CHIR'.
Donner en justifiant la nature de cette réaction.
Addition du diiode  ( ajout d' atomes sur une molécule insaturée ) sur une liaison double carbone carbone, site riche en électrons ( donc nucléophile) : addition électrophile.
Après avoir laissé reposer le mélange 40 minutes à l'obscurité en remuant de temps en temps, le diiode restant est extrait de la phase organique et dosé par une solution aqueuse de thiosulfate de sodium ( 2Na+aq + S2O32-aq ) de concentration Cthio = 0,10 mol/L en ion thiosulfate. Le volume équivalent obtenu est VE = 8,1 mL.
La concentration en diiode du réactif W n'étant pas connue, un témoin est réalisé, dans les mêmes conditions, mais sans introduire d'huile. Le dosage du diiode introduit dans le témoin donne un volume équivalent VT =21,8 mL.
Etablir en passant par les demi-équations électroniques, l'équation chimique de la réaction de dosage du diiode.
Demi-équations électroniques correspondant aux deux couples mis en jeu :
Lors du dosage S2O32- est oxydé ; I2 est réduit.
2S2O32- =S4O62- + 2e- (1) oxydation du réducteur le plus fort.
I2 +2e- = 2I- (2) réduction de l'oxydant le plus fort
En ajoutant (1) et (2) on écrit l'équation du dosage : I2 + 2S2O32-= 2I- + S4O62- .




Donner la relation existant entre :
- la quantité de matière nr de diiode ayant réagi avec les molécules insaturées de l'huile
.
nr =nt -nd =½Cthio (VT-VE).
- la quantité de matière nd de diiode dosé par le mélange ayant contenu l'huile.
nd =½nE thio = ½Cthio VE.
- la quantité de matière ni de diiode introduite.
nt =½nT thio = ½Cthio VT.
En déduire la masse m de diiode ayant réagi. M(I) = 126,9 g/mol.
m = nr M(I2) =½Cthio (VT-VE)M(I2) =0,5 *0,10 ( 21,8 -8,1) 10-3 *2*126,9 =0,17385 ~0,17 g.
l'indice diode est la masse de diiode ( exprimée en gramme) capable de se fixer sur les insaturations présentes dans  100 g d'huile.
Déterminer l'indice diode de l'huile d'olive.
0,17385 g de diiode réagit avec 0,20 g d'huile d'olive ;
0,17385 *100/0,20 =86,92 ~87 g de diiode réagit avec 0,20 g d'huile d'olive. 









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