(2) Titrage pH-métrique d'un vinaigre
Le vinaigre blanc est une solution aqueuse d’acide éthanoïque CH3COOH.
Le but de ce TP est de déterminer le degré d'acidité d'un vinaigre :
c’est la masse en gramme d’acide éthanoïque contenue dans 100 g
de ce
vinaigre. A cet effet, on va réaliser un titrage pH-métrique du
vinaigre par une solution d’hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO−(aq))
de
concentration CB = 0,10 mol/L.
I. Réaction de titrage
1. Écrire l'équation de la réaction de titrage. Préciser les couples
acide / base intervenant dans cette réaction.
2. Donner l'expression de la constante d'équilibre K de cette réaction
et la calculer.
On donne, à 25 °C :
pKa1 = pKa (CH3COOH / CH3COO−) = 4,75
et pKa2 = pKa (H2O / HO−) = 14,0.
Cette réaction est-elle totale ?
II. Titrage pH-métrique : tracé de la courbe
pH = f(VB)
On se propose de déterminer le degré d'un vinaigre du commerce en
dosant une solution diluée de ce vinaigre par une solution aqueuse
d'hydroxyde de sodium (soude) de concentration CB = 0,10 mol.L−1.
1. A l'aide d'une pipette jaugée, prélever 20 mL de vinaigre et le
verser dans une fiole jaugée de 100 mL ; compléter avec de
l'eau
distillée jusqu'au trait de jauge et homogénéiser.
Soit S la solution obtenue.
On appelle C et CS les concentrations molaires volumiques en
acide
éthanoïque du vinaigre et de la solution S. Quelle relation y a-t-il
entre C et CS ?
2. Étalonner le pH-mètre à l’aide des solutions tampons de
pH = 7,0
et
de pH = 4,0 (rincer puis sécher l'électrode entre chaque
mesure de pH).
3. Réaliser le montage de titrage pH-métrique schématisé
ci-contre :
4. Ajouter éventuellement de l’eau distillée dans le bécher de
façon à
ce que l'électrode plonge entièrement dans la solution.
5. Réaliser le titrage : compléter le tableau ci-dessous :
| VB (mL) |
0
|
2
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
13
|
13,5
|
14
|
16
|
18
|
20
|
pH
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III. Exploitation du titrage
1. Tracer la courbe pH = f(VB) et sa dérivée
grâce à un tableur
puis
déterminer le volume VBe de solution d'hydroxyde
de sodium
versé à
l'équivalence. Imprimer cette courbe.
2. En déduire la concentration CS en acide acétique de la
solution S
puis la concentration C du vinaigre du commerce.
3. Peser 50 mL du vinaigre étudié. En déduire sa masse volumique.
4. Calculer le degré d'acidité du vinaigre étudié.
5. Quel indicateur coloré pourrait-on utiliser pour réaliser un titrage
colorimétrique de ce vinaigre ? Comment repèrerait-on
l’équivalence ? Comment serait modifié le montage ?
Donnée :
Masse molaire de l'acide éthanoïque : M = 60,0 g/mol
Matériel :
Au bureau :
- 1 solution tampon pH = 7
- 1 solution tampon pH = 4
- 4 petits béchers
- Papier essuie-tout
- Solution de soude : 500 mL, 0,100 mol/L précis
- Crayons pour écrire sur le verre
- 1 bouteille de vinaigre blanc
- 1 éprouvette graduée 50 mL
- 2 balances électroniques
par groupe :
- 1 électrode pH-métrique + pince
- 1 support de cellule pH-métrique
- 1 agitateur magnétique + 1 turbulent
- 1 bécher
- 1 pissette d’eau distillée
- 2 petits béchers
- 1 fiole jaugée
- 1 pipette jaugée 10 mL + 1 propipette
- 1 fiole jaugée 100 mL + 1 bouchon.