Aurélie 26/08/12
 

 

   La spirée : solution d'acide salicylique : bac STL biologie 2012.

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La spirée (appelée aussi « reine des prés ») est une plante vivace des zones humides. Sa tige, haute de 50 cm à 1,50 m, est surmontée d'une grappe de fleurs, de couleur crème, au parfum doux. Les fleurs contiennent de l'acide spirique plus connu sous le nom d’acide salicylique utilisé pour ses propriétés anti-inflammatoires, son action apaisante lors de douleurs articulaires et ses propriétés verrucides.
 Etude de l'acidité d'une solution d'acide salicylique.
On note AH la molécule d'acide salicylique de formule brute C7H6O3. On prépare une solution aqueuse d'acide salicylique de concentration molaire C = 1,0×10-2 mol.L-1. On mesure le pH de la solution à 25°C : pH = 2,6.
Définir un acide au sens de Brönsted.
Un acide  est une espèce, ion ou molécule, susceptible de céder un proton H+.
L’acide salicylique étant un acide faible, écrire l'équation de sa réaction avec l'eau.
AH aq + H2O(l) = H3O+aq +A-aq.
Après avoir fait l’inventaire des différentes espèces présentes en solution, calculer leur concentration molaire.
AH aq, H2O(l), H3O+aq, A-aq, HO-aq minoritaire en milieu acide.
[
H3O+aq]= 10-pH =10-2,6 =2,5 10-3 mol/L.
[
HO-aq] = 10-14 / [H3O+aq] =10-14 / (2,5 10-3)= 4,0 10-12 mol/L.
La solution est électriquement neutre : [
A-aq] = [H3O+aq]= 2,5 10-3 mol/L.
Conservation de A : [AHaq] +
[A-aq] = C ; [AHaq] = 0,010-2,5 10-3 =7,5 10-3 mol/L.
Donner l’expression de la constante d’acidité Ka de la réaction et calculer sa valeur.
Ka =
[A-aq]éq [H3O+aq]éq / [AHaq]éq =(2,5 10-3)2 / (7,5 10-3)=8,3 10-4.
En déduire le pKa du couple acide salicylique/ion salicylate et le comparer avec la valeur trouvée dans les tables de données qui est de 3,1.
pKa = - log Ka = -log(
8,3 10-4) =3,1, en accord avec la valeur donnée dans les tables.

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Dosage de l'acide salicylique dans une solution pharmaceutique.
On achète en pharmacie un traitement contre les verrues. L’étiquette indique : 10 g d'acide salicylique pour 100 mL de solution. On admet que l'acide salicylique est la seule espèce chimique acide dans la solution pharmaceutique. On désire vérifier par un titrage acidobasique la composition en acide salicylique de la solution pharmaceutique. Pour cela, on dilue 10 fois la solution pharmaceutique puis, on
prélève un volume Va = 20,0 mL de cette solution diluée que l'on dose par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO-(aq)) de concentration molaire Cb = 0,100 mol/L.
On relève le pH du mélange réactionnel après chaque ajout de solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, ce qui permet d’obtenir les résultats suivants :

Vb(mL) 01,02,03,04,05,06,07,08,09,010,0111212,513
pH 2,12,22,32,42,52,62,72,93,23,33,53,84,04,24,4
Vb(mL) 13,51414,514,81515,51617181920



pH 4,64,98,01111,311,411,611,711,811,811,9




Ecrire l’équation chimique de la réaction de titrage. On supposera que la réaction est quantitative.
AHaq + HO-aq ---> A-aq + H2O(l).
Tracer  la courbe donnant le pH en fonction du volume de base versé : pH = f (Vb).  Déterminer le volume à l’équivalence.

 Vérification de l’indication portée sur l’étiquette.
 Après avoir donné la définition de l'équivalence d’un titrage, écrire la relation entre la quantité de matière d'acide salicylique AH(aq) et la quantité de matière
d'ions hydroxyde HO- (aq), qui permet d'atteindre cette équivalence.
A l'équivalence, les quantités de matière des réactifs sont en proportios stoechiométriques. Avant l'équivalence, l'un des réactifs est en excès, après l'équivalence, l'autre réactif est en excès.
n(AH) = n(HO-) ; Ca Va = Cb VBE

Calculer la concentration molaire en acide salicylique de la solution diluée puis de la solution pharmaceutique.
Ca  = Cb VBE / Va= 0,100 *14,5 / 20,0 =7,25 10-2 mol/L.
 En déduire la concentration massique en acide salicylique de la solution pharmaceutique.
Masse molaire de l'acide salicylique : M (AH) = 138 g/mol.
En tenant compte de la dilution au dixième, la concentration de la solution pharmaceutique est : C =0,725 mol/L.
Titre masique : C M(AH) = 0,725*138 =1,00 102 g/L.
Ce résultat est-il cohérent avec l’indication portée sur l’étiquette ?
"
10 g d'acide salicylique pour 100 mL de solution" soit 100 g/L. Le rsultat est cohérent avec l'indication de l'étiquette.







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