Aurélie 10 /02

comprimé contenant de la vitamine C La Réunion 02

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Données : acide ascorbique C6H8O6, acide faible noté HA

ion ascorbate, base conjuguée de l'acide ascorbique noté A-. pKa du couple AH/A- : 4,1 à 25°C

masse molaire en g/mol : acide ascorbique :176 ; ascorbate de sodium :198.

Delphine prend un comprimé de "500 mg" de vitamine C. Elle sait que la vitamine C est l'acide ascorbique.

Dosage :

Elle décide de procéder à un dosage par une solution de soude ou hydroxyde de sodium pour vérifier l'indication de masse de l'acide ascorbique. Elle prépare tout d'abors un volume V0=200 mL de solution aqueuse avec la totalité du comprimé. Soit S la solution obtenue.

  1. Ecrire l'équation bilan de la réaction qui a lieu entre une solution d'acide ascorbique et une solution de soude.
  2. En déduire l'expression de la constante Kr puis calculer la valeur de cette constante.
  3. Justifier l'utilisation de cette réaction pour le dosage.
  4. Définir en une phrase l'équivalence acido-basique.
  5. Delphine procède au dosage pHmétrique d'un volume V=50 mL de la solution S par une solution de soude de concentration Cb=0,02 mol/L.

    - En déduire la valeur de la concentration C en acide ascorbique de la solution S puis la valeur de la masse d'acide ascorbique présent dans le comprimé.

Interprétation :

Delphine s'étonne de la valeur de la masse obtenue. Elle décide alors de lire plus attentivement la notice. Elle y trouve les renseignements suivants : Vitamine C tamponnée, acide ascorbique : 247 mg, ascorbate de sodium : 284 mg , acide ascorbique total : 500 mg. Elle constate donc la présence simultanée dans le comprimé des deux formes acide et base conjuguée du couple AH/A-.

  1. Calculer à partir des indications de la notice, les quantités (mol) d'acide ascorbique et d'ion ascorbate présents dans le comprimé.
  2. On admet que les quantité d'acide ascorbique et d'ion ascorbate présents à l'équilibre chimique dans la solution obtenue sont les mêmes que dans le comprimé.
    - Ecrire la relation liant le pH de la solution au pKa du couple et en déduire la valeur prévisible du pH de la solution S. La comparer avec la valeur expérimentale donnée par la courbe.
    - Quelles sont les propriétés de cette solution ?
  3. Sachant que le pH à l'intérieur de l'estomac est voisin de1, indiquer quelle est la forme prépominante du couple HA/A- dans l'estomac.
    - Justifier par le calcul, l'indication "acide ascorbique total : 500 mg" portée par la notice.

 

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corrigé
HA + HO- --> H2O+A-

la constante étant grande, la réaction est totale.

A l'équivalence les quantités de matière d'acide et de base mises en présence sont dans les proportions stoéchiométriques.

CaVa = CbVb soit Ca = 17*0,02/50 = 6,8 10-3 mol/L

(volume de soude à l'équivalence 17 mL, lecture graphe)

soit 6,8 10-3 *0,2 = 1,36 10-3 mol dans un comprimé ( dans 200 mL)

masse acide ascorbique dans un comprimé : 1,36 10-3 *176 = 0,239 g = 239 mg.

masse (g) / masse molaire (g/mol)

acide ascorbique : 0,247 / 176 = 1,38 10-3 mol

ascorbate de sodium : 0,284 / 198 = 1,43 10-3 mol

pH= pKa + log ([A-]/[AH])

pH=4,1 + log (1,38/1,43) voisin de 4,1

sur le graphe, le pH initial est proche de 4.

Une solution tampon contient un couple acide base faible tel que les quantités d'acide et de base conjuguée soient égales :

- par ajout modéré d'acide ou de base forte le pH de cette solution tampon varie très peu

- le pH d'une solution tampon ne varie pas par dilution.

à pH =1 ( valeur inférieure au pKa du couple ) la forme acide AH prédomine.

pH= pKa + log ([A-]/[AH])

1 = 4,1 + log ([A-]/(AH])

[A-]/[AH] = 10-3,1 = 8 10-4.

[A-]= 8 10-4[AH]

on peut considérer que la forme base conjuguée A- est négligeable devant AH

en conséquence, dans l'estomac AH total voisin de : (1,38+1,43)10-3 = 2,81 10-3 mol

soit en masse : 2,81 10-3 *176 = 0,494 g = 494 mg.

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