SOS physique-chimie

Bonjour,

J'ai un exercice qui me pose quelques difficultés. Pouvez-vous m'aider ?

Assez de vitamine C pour être en forme

La vitamine C est un antioxydant qui aide l'être humain à résister aux infections, à lutter contre la fatigue, à prévenir le scorbut. On la trouve dans les fruits et les légumes, principalement dans les agrumes (citron, orange...), le cassis, le kiwi, le persil, l'oseille, l'estragon, le fenouil, le poivron, les choux, etc. Elle est aussi commercialisée en pharmacie.
L'acérola, notamment sous l'appellation Acérola, est fabriqué par traitement mécanique de cerises des Indes occidentales, sans aucun ajout de solvant chimique. Chaque comprimé de 2,5 g contient 700 mg de vitamine C naturelle.
On veut vérifier cette information lors d'une séance de TP.
A. Protocole
Un comprimé est d'abord écrasé dans un mortier, puis introduit dans une fiole jaugée afin de réaliser une solution (S) de volume VS = 500,0 mL.
Dans un erlenmeyer, on place un volume V=10,0 mL de solution (S) ainsi que quelques gouttes d'empois d'amidon (ou une pointe de spatule de thiodène).
A l'aide d'une burette graduée, on verse progressivement dans l'erlenmeyer une solution (S1) brune de diiode, de concentration C1 = 5,00 x 10^-3 mol/L.
Pour obtenir une coloration persistante de la solution contenue dans l'erlenmeyer, il faut verser un volume VE = 15,8 mL de solution (S1).

Données : Les couples mis en jeu lors de la réaction de titrage sont : C6H6O6(aq)/C6H8O6(aq) et I2(aq)/I-(aq).
Le diiode est la seule espèce colorée en solution.

B. Exploitation
1. A partir des informations précédentes :
a. Quelle est la formule brute de l'acide ascorbique ou vitamine C ?
C6H8O6
b. Pourquoi dit-on que la vitamine C est un antioxydant ?

2. Quelle est l'équation de la réaction modélisant la transformation chimique qui intervient lors du titrage ? Quel est le rôle de l'empois d'amidon (ou du thiodène) ?
I2(aq) +2e- --> 2I-(aq)
2H+(aq) + 2e- + C6H6O6(aq) --> C6H8O6(aq)
--------------------------------------------------------------
I2(aq) +C6H8O6(aq) --> 2H+(aq) + 2I-(aq) + C6H6O6(aq)
L'empois d'amidon (ou du thiodène) sert à colorer la solution et ainsi mieux repérer l'équivalence (celle-ci intervient lorsque la solution est incolore : le I2 a été consommé).
3. Rappeler la définition de l'équivalence et établir le tableau descriptif de l'évolution du système à l'équivalence.
A l'équivalence il n'y a plus de réactif. Ils sont introduits dans les proportions de l'équation bilan.
Etat du système | Avancement | I2(aq) +C6H8O6(aq) --> 2H+(aq) + 2I-(aq) + C6H6O6(aq)
initial | x=0 | nI2(aq) | nC6H8O6(aq) | 0 | 0 | 0
à l'équivalence | xE | nI2(aq) - xE | nC6H8O6(aq) - xE | 2xE | 2xE | xE

4. Exprimer la quantité de vitamine C présente dans le prélèvement dosé en fonction de C1 et de VE.
nC6H8O6(aq) = [C6H8O6(aq)] x VE mais après je ne vois pas trop comment faire. On vient de le voir.

5. Calculer la quantité de matière en vitamine C contenue dans un comprimé et en déduire la masse de vitamine C qu'il contient.
Chaque comprimé de 2,5 g contient 700 mg de vitamine C naturelle.
nC6H8O6 dans un comprimé de 2,5 g contenant 700 mg de vitamine C naturelle ?
M(C6H8O6) = 6M(C) + 8M(H) + 6M(O) = 6 x 12 + 8 x 1 + 6 x 16 = 176 g/mol
nC6H8O6 = mC6H8O6 / M(C6H8O6)
En fait là je ne comprends pas pourquoi on nous demande de déduire la masse de vitamine C du comprimé puisqu'elle est donnée ??

6. Calculer l'écart relatif entre la valeur trouvée et la valeur indiquée sur la boîte de comprimés.
Pour l'instant je ne peux pas le faire.

Merci de votre aide.

Victor

Bonsoir Victor,
Tout d'abord, je vous félicite pour votre ardeur au travail.
1B. En cherchant le rôle (ox ou red ?) joué par la vitamine C, vous répondrez à cette question.
2. Votre équation est juste mais vous interprétez mal les changements de couleur. Faites un schéma illustrant le dosage, placez les solutions et imaginez ce qu'il se passe (en vous référant à l'équation).
3. Votre tableau est correct. Dans l'exercice sur le dosage de l'eau oxygénée, vous avez bien défini l'équivalence : il n'y a plus de réactifs donc vous pouvez écrire que n(vitC)-xE =0 et n(I2)-xE = 0. On en déduit que xE = n(vitC)dosé = n(I2)versé,éq.
4. La quantité de vit C est donc égale à la quantité de diiode versé à l'équivalence. Votre formule est fausse car VE n'est pas le volume de solution de vit C. Vous devez calculer n(vitC) en utilisant la relation de l'équivalence.
5. Quand vous aurez calculé n(vitC), vous pourrez en déduire sa concentration (par la définition d'une concentration).Cela vous permettra de calculer la masse contenue dans 1L de solution de vit C donc d'en déduire la masse dans un comprimé et c'est là que vous établirez une comparaison.
La donnée du texte n'est là "que" pour être vérifiée.
6. L'écart relatif ne sera qu'un jeu d'enfant après tout cela !
A demain.

1. b) un antioxydant empêche l'oxydation. Ici la vitamine C est réducteur donc il s'agit d'un antioxydant.
2. Je ne vois pas trop par contre...
3. n(vitC)-xE =0 et n(I2)-xE = 0. On en déduit que xE = n(vitC)dosé = n(I2)versé.
4. J'ai vraiment du mal à faire des calculs à l'équivalence... je suis perdu.

Merci.

Victor

"Rebonjour" Victor,
Vous avez bien répondu à la question 1b.
Pour déterminer le changement de couleur, il faut connaître les espèces présentes dans le bécher. Au départ vous n'avez que la vit C, incolore. Vous versez alors un peu de diiode: il se produit la réaction dont vous avez écrit l'équation. Il se forme donc I-, incolore et l'oxydant conjugué de la vitC, incolore. Plus vous allez ajouter de diiode, plus vous allez consommer de la vit C, jusqu'à ce que l'équivalence soit atteinte. Si vous versez alors une goutte de diiode, celui-ci ne trouvera plus de vitC pour réagir, va donc rester sous forme de diiode, colorant la solution (en bleu avec l'empois d'amidon).
Ceci confirme l'indication du texte

Pour obtenir une coloration persistante de la solution contenue dans l'erlenmeyer, il faut verser un volume VE = 15,8 mL de solution (S1)

et

Le diiode est la seule espèce colorée en solution

.
4. Ecrivez ce que vaut n(vitC)dosé et n(I2)versé,éq en fonction des données du texte et vous y verrez peut-être un peu plus clair.
Je vous laisse réfléchir et attends vos réponses.

4. soit nC6H8O6(aq)= nI2(aq)
I2 étant le réactif titrant nI2 = C1xVE
donc nC6H8O6 =C1xVE ?

Merci.

Victor

Bonjour Victor,
Oui, c'est cela.

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