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Dosages par titrage : Réactions d’oxydoréduction
Exemple : Dosage de la vitamine C dans un comprimé
I. Généralités
1. Formule de l'acide ascorbique : 
Cette molécule comporte :
-
une fonction ester
-
une fonction alcool primaire
-
une fonction alcool secondaire
-
deux fonctions énol (groupe OH lié sur un carbone
trigonal).
C’est un acide car il est capable de céder un proton pour
donner l'ion
ascorbate :
2. Vitamine C
Il existe 4 molécules correspondant à la formule plane ci-dessus.
La
seule différence entre ces molécules réside dans l'arrangement spatial
des liaisons: ce sont des stéréoisomères. La vitamine C est l'un
d'entre eux.
Elle est présente dans de nombreux aliments (les oranges, les
citrons,
les légumes frais...). C'est un antiscorbutique et joue un rôle
anti-infectieux. Elle intervient dans l'élaboration des tissus, dans la
formation des vaisseaux, des cartilages et de l'osséine des os. Elle
stimule également la maturation des globules rouges.
Les besoins journaliers sont de l'ordre de 75 mg, mais ils sont
augmentés durant les périodes de surmenage, de fatigue ou de maladies
infectieuses.
L'organisme humain n'est pas capable de la synthétiser.
3. Caractère réducteur
L'acide ascorbique est le réducteur du couple C6H6O6 / C6H8O6.
Son
caractère réducteur est très marqué, et il s'oxyde donc
facilement :
Cette propriété est utilisée dans l'industrie alimentaire, où
l'acide
ascorbique est utilisé comme conservateur, plus exactement comme
antioxygène ou antioxydant.
En effet, en réduisant le dioxygène, il empêche celui-ci d'oxyder
les
constituants de l'aliment.
En Europe, son emploi est signalé sur les étiquettes par le code
E 300.
4. Principe du dosage de l'acide ascorbique
La méthode employée est un dosage en retour ou titrage indirect.
On
prépare d’abord une solution d’acide ascorbique en dissolvant un
comprimé dans 500 mL d’eau distillée. Puis on fait réagir un
volume
connu de cette solution avec un excès connu de diiode (n1 moles).
On dose ensuite le diiode restant avec des ions thiosulfate, afin
de
déterminer la quantité n2 de diiode n'ayant pas réagi avec
l'acide
ascorbique.
On en déduit alors celle ayant réagi (n3 = n1 − n2 ),
puis la quantité
d'acide ascorbique initialement présente.
5. Définition d’un titrage indirect
II. Étalonnage de la solution de diiode
La solution aqueuse de diiode est obtenue en dissolvant du diiode I2
dans une solution d'iodure de potassium et non dans de l'eau, car le
diiode est peu soluble dans cette dernière.
Le dioxygène dissous dans l'eau peut oxyder les ions iodure en
diiode ;
il faut donc étalonner la solution de diiode en procédant à son dosage
par une solution de thiosulfate précédemment préparée.
1. Introduire dans un erlenmeyer avec une pipette jaugée 10,0 mL de
la
solution de diiode.
2. Ajouter à la burette graduée, une solution de thiosulfate de
sodium
de concentration C1 = 5,00.10–3 mol.L–1.
3. Quand la solution dans l’erlenmeyer est jaune pâle, ajouter
2 ou
3
gouttes d'empois d'amidon.
4. Ajouter alors goutte à goutte le thiosulfate jusqu'à ce que
la
coloration bleue disparaisse.
5. Noter le volume équivalent.
6. En déduire la concentration de la solution de diiode.
III. Dosage de la vitamine C
1. Prélever 10,0 mL de solution d’acide ascorbique et les
verser
dans
un erlenmeyer.
2. Ajouter dans l'erlenmeyer 20,0 mL de la solution de diiode.
Si
la
solution se décolore totalement, rajouter 10 mL (le diiode doit être en
excès).
3. Verser, à l'aide d'une burette, la solution de thiosulfate
de
sodium
de concentration C1 = 5,00.10–3 mol.L–1.
4. Quand la solution dans l’erlenmeyer est jaune pâle, verser 2
ou
3
gouttes d'empois d'amidon.
5. Ajouter alors goutte à goutte le thiosulfate jusqu'à ce que
la
coloration bleue disparaisse.
6. Noter le volume équivalent.
7. Procéder à un deuxième dosage plus précis.
IV. Exploitation
1. Le thiosulfate de sodium utilisé est pentahydraté, il répond
à la formule Na2S2O3 , 5 H2O. Décrire la préparation de 500,0 mL de solution de thiosulfate de concentration C1 = 5,00.10–3 mol.L–1.
2. Calculer la quantité de vitamine C contenue dans les 10 mL
de la
solution.
3. En déduire la quantité de vitamine C contenue dans le
comprimé,
puis
la masse de vitamine C correspondante.
4. Comparer à la valeur indiquée sur l’étiquette du médicament
en
calculant l’écart relatif.
5. Ecrire l'équation de l'oxydation de l’acide ascorbique par
le
dioxygène de l'air. Expliquer l’intérêt de manger des fruits et des
légumes frais.
Matériel :
Au
bureau :
- solution de thiosulfate de sodium : 500 mL ;
5,00.10–3 mol.L–1
- solution de diiode dans l’iodure de potassium : 500 mL ;
5,00.10–3 mol.L–1
- solution d’empois d'amidon
- 1 comprimé de 500 mg de vitamine C dissous dans 1 fiole
jaugée de
500 mL
- crayons pour écrire sur le verre
par groupe :
- 2 erlenmeyers
- 4 béchers
- 1 pissette d’eau distillée
- 1 burette graduée 25 mL
- 1 agitateur magnétique + barreau magnétique
- 2 pipettes jaugées de 10 mL, 1 pipette jaugée de 20 mL
- 1 poire à pipeter
- 1 pipette Pasteur.