Analyse d'une eau minérale. Bac S Polynésie 2015

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Le titrage a été effectué sur un échantillon prélevé de volume V = 50,0 mL d’eau minérale à étudier. Cet échantillon a été titré par une solution d’acide chlorhydrique de concentration molaire CA = 0,0200 mol.L-1 en ions H3O+.

Le suivi par pHmétrie de ce titrage a amené le technicien chimiste à tracer la courbe d’évolution du pH en fonction du volume d’acide versé pH = f(VA) sur le graphe ci-dessous.


Questions préalables
Justifier, à l’aide des données et des connaissances acquises, l’affirmation qui figure dans les données sur le TAC :« On détermine le TAC si le pH d'une eau est inférieur à 8,2 car dans ce cas, l'eau contient pratiquement et uniquement des ions HCO3- et ne contient pratiquement pas d'ions carbonate CO32- ».

Les graphes ci-dessus montrent qu'à pH proche de 8, le pourcentage d'ion carbonate est proche de zéro. Le pourcentage d'ion hydrogénocarbonate est voisin de 100%.
Écrire l’équation de la réaction du titrage réalisé par le technicien et justifier le choix du vert de bromocrésol rhodamine comme indicateur coloré pour doser les ions hydrogénocarbonate dans cette eau.
HCO3-aq + H3O+aq --> CO2aq + 2H2O(l).
Le pH du point équivalent ( 4,2 ) doit appartenir à la zone de virage de l'indicateur coloré. Le vert de bromocrésol convient.




Quelle est l’eau minérale analysée ? Celle-ci satisfait-elle au critère de potabilité imposé à l’eau du robinet ?
A l'équivalence la quantité de matière d'ion oxonium est égale à la quantité de matière d'ion hydrogénocarbonate.
n = CA VE = 0,020 *15 10-3 = 3,0 10-4 mol dans 50 mL d'eau minérale.
Soit 3,0 10-4 *1000 /50 = 6,0 10-3 mol/L ( 6 mmol /L) d'ion hydrogénocarbonate.
Ou encore : 6 *M(
HCO3-) = 6*61 ~3,7 102 mg/L.
L'eau d'Evian contient 357 ±18 mg d'ion hydrogénocarbonate par litre.
Le TAC, exprimé en degrés français (°f), est la val eur du volume d'acide (exprimée en mL) à une concentration molaire CA = 0,0200 mol.L-1 en ions oxonium nécessaire pour doser 100,0 mL d'eau en présence de vert de bromocrésol rhodamine.
TAC = 30°f.
Cette valeur étant inférieure à 50 °F, l'eau est potable.

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