Annales et concours

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dosage de l’acide citrique dans la limonade

La limonade est une boisson contenant un acidifiant désigné par le code alimentaire européen E330 : il s'agit de l'acide citrique qui sera ici désigné sous la forme H3A. En nomenclature systématique, l'acide citrique a pour nom : acide 3-carboxy-3-hydroxy-pentanedioïque.
1 - Donner la formule développée correspondante.
Afin de doser l'acide citrique de la limonade, le mode opératoire suivant est utilisé : « A l'aide d'une trompe à eau, dégazer environ 80 mL de limonade en créant une dépression au dessus du liquide constamment agité, pendant une dizaine de minutes. Prélever alors exactement 50 mL de limonade et les verser dans un erlenmeyer. Effectuer le dosage par de la soude décimolaire ».
2- Quel est le but du dégazage ?
3- Quel matériel faut-il utiliser pour prélever exactement 50 mL de limonade ?
4- La simulation du dosage de 50 mL d'acide citrique H3A de concentration 5,0 10-2 mol/L par de la soude décimolaire est représentée ci-dessous. Les diagrammes de distribution des différentes espèces ( H3A, H2A-, HA2- et A3- ) y sont également représentés.

dosage de la limonade

4-a) Identifier les courbes 1 à 4.
4-b) Déterminer graphiquement les pKa des différents couples acidobasiques
4-c) Donner la ( les) réaction(s) de dosage.
4-d) Justifier l'observation d'un seul saut de pH. 5
Lors du dosage des 50 mL de limonade par de la soude décimolaire, on trouve un volume équivalent Ve= 12 mL.
5-a) Ecrire la condition réalisée à l'équivalence
5-b) En déduire la concentration de l'acide citrique dans la limonade
6- On donne, pour les indicateurs colorés suivants, les zones de virage et les couleurs des formes acides et basiques.

Indicateur Zone de virage Teinte acide Teinte basique
Hélianthine 3,2-4,4 Rouge Jaune
Bleu de bromothymol 6- 7,6 Jaune Bleu
Paranitrophénol 5,4-6,6 Incolore Jaune
Phénolphtaléine 8,2-10 Incolore rose
6-a) Comment doit-on choisir un indicateur coloré pour un dosage acido-basique ?
6-b) Quel(s) est (sont), dans la liste ci-dessus, celui ( ceux) qui convient ( conviennent) pour le dosage précédent ?
7- Si la mesure du pH est destinée à connaître la valeur du pKa, quelle(s) précaution(s) doit-on prendre au préalable avant d’enregistrer la courbe

Voir le corrigé
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