BAC ST2S Physique-Chimie Liban 2006

Dosage d'une solution d'acide ascorbique ( C₆H₈O₆ ) par de la soude ( hydroxyde de sodium )
couples acide-base : C₆H₈O₆ / C₆H₇O₆⁻
- ion hydroxyde : OH⁻ ( ion oxonium ou hydronium : H₃O⁺ )
- sodium = Na ( En allemand sodium se dit Natrium )
- hydroxyde de sodium = Na⁺ + OH⁻ ( base forte )
  Une base forte se décompose totalement dans l'eau
- Acide = capable de libérer un H⁺
- Base = capable de capturer un H⁺
- Acide = Base + n H⁺
- en milieu aqueux : ( l'eau est un corps amphotère, à la fois acide et base )
  - H₃O⁺ = H₂O + H⁺
  - H₂O = OH⁻ + H⁺
- écriture des réactions dans le bon sens : réactifs à gauche
  
  C₆H₈O₆ → C₆H₇O₆⁻ + H⁺
  
  OH⁻ + H⁺ → H₂O
- On élimine les H⁺ entre les 2 demi-équations.
  Equation bilan : C₆H₈O₆ + OH⁻ → C₆H₇O₆⁻ + H₂O
A l'équivalence du dosage, les réactifs sont en proportions stoechiométriques. aucun d'entre eux n'est en excès.
analyse de la courbe de pH : La tangente est maximum, presque verticale, à l'équivalence car le pH varie rapidement.
( pour être précis : deux tangentes parallèles et droite au milieu des deux qui coupe la courbe )
n_Asc = n_OH⁻ car leurs coefficients stoechiométriques sont égaux à 1
Dosage par oxydoréduction de l'acide ascorbique
verrerie pour prélever les solutions : pipettes jaugées aux volumes souhaités ( 10 et 20 mL ) + pipeteur
n_I₂init = C₂ V₂ = 1,0×10⁻³ × 20,0×10⁻³ = 20×10⁻⁶ = 2,0×10⁻⁵ mol ( on a divisé 20/10 et multiplié 10⁻⁶×10 )
ne pas oublier de convertir les volumes de mL en L car C est en mol/L ce qui donne des mol.
équation d'oxydoréduction : oxydant + n e⁻ = réducteur entre l'acide ascorbique et le diiode ( 1^èreétape )
- nous sommes en milieu acide : pH = 3,8 => équilibrage des O avec des H₂O, puis des H avec des H⁺
- C₆H₆O₆ + 2 H⁺ + 2 e⁻ = C₆H₈O₆
  équilibrages des C, puis des O, puis des H, puis des charges électriques ( avec des e⁻ )
- I₂ + 2 e⁻ = 2 I⁻
  équilibrages des I, puis des charges électriques
- écriture des réactifs à gauche :
  - C₆H₈O₆ → C₆H₆O₆ + 2 H⁺ + 2 e⁻
  - I₂ + 2 e⁻ → 2 I⁻
- élimination des e⁻ : C₆H₈O₆ + I₂ → C₆H₆O₆ + 2 H⁺ + 2 I⁻

évolution de la réaction entre l'acide ascorbique et le diiode :

	C₆H₈O₆	+	I₂	→	C₆H₆O₆	+	2 H⁺	+	2 I⁻
t_initial	n_A		n_I₂	→	0		...		0
t	n_A − x		n_I₂ − x	→	x		...		2 x
t_final	n_A − x_final = 0		n_I₂ − x_final	→	x_final		...		2 x_final
	x_final = n_A		n_I₂excès = n_I₂ − n_A

Soit : n_A = n_I₂ − n_I₂excès on déduira n_A du dosage de n_I₂excès

équation d'oxydoréduction entre le diiode en excès et le thiosulfate de sodium ( 2^èmeétape )
- demi-réactions des couples redox :
  - I₂ + 2 e⁻ = 2 I⁻
  - S₄O₆²⁻ + 2 e⁻ = 2 S₂O₃²⁻
    équilibrage des S, puis des O, puis des charges : −2 + 2×(−1) = 2×(−2)
- écriture des réactifs à gauche :
  - I₂ + 2 e⁻ → 2 I⁻
  - 2 S₂O₃²⁻ → S₄O₆²⁻ + 2 e⁻
- élimination des e⁻ : I₂ + 2 S₂O₃²⁻ → 2 I⁻ + S₄O₆²⁻
- résultat du dosage : à l'équivalence volume de thiosulfate versé = V_E de concentration C₃
  => n_{diiode excès} / 1 = n_thiosulfate / 2 ( division par les coef. stoechiométriques ≠ 1 )
  n_{diiode excès} = C₃ V_E / 2 = 2,4×10⁻³mol/L × 12,9×10⁻³L / 2 = 15,48×10⁻⁶mol = 1,548×10⁻⁵mol
On a la relation de la 1^èreétape : n_A = n_I₂ − n_I₂excès
ou : C_A V_A = C₂ V₂ − C₃ V_E / 2 => C_A = 4,52×10⁻⁴ mol/L
concentration massique de l'acide ascorbique :
- on a la concentration molaire C_A
- Masse molaire de l'acide ascorbique ( C₆H₈O₆ ) = 6×M_C + 8×M_H + 6×M_O = 6×12 + 8×1 + 6×16 = 176 g/mol
- concentration massique : c = m / V = n M / V = C M = 4,52×10⁻⁴ × 176 = 8,0×10⁻² g/L ( car C = n / V )

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C₆H₈O₆			→	C₆H₇O₆⁻	+	H⁺
OH⁻	+	H⁺	→	H₂O