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Exercices Objectif Bac
P.79-80

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Objectif
Pictogramme de Bac




Comprendre les attendus

32
Acidité d'un vin blanc

VAL : Analyser des résultats
APP : Faire un schéma

D’après le sujet Bac S, Liban, 2011.

L’acidité d’un vin permet d’évaluer ses qualités gustatives et sa stabilité. Le vin contient généralement de l’acide éthanoïque et des gaz dissous (CO2(g), NO2(g))\text{(CO}_2\text{(g), NO}_2\text{(g))} qu’il convient d’éliminer avant de réaliser le dosage. L’acidité totale AT\text{AT} correspond à la quantité d’acides dosés lorsqu’on amène le vin à un pH\text{pH} de 7, en y ajoutant de la soude. En France, l’acidité neutralisée d’un vin s’exprime en (mmol⋅L-1) d’ion oxonium H3O+(aq)\text{H}_3\text{O}^+\text{(aq)} et l’acidité totale en (g⋅L-1) d’acide sulfurique H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4. Pour être commercialisable, un vin doit présenter une acidité minimale de 5050 mmol⋅L-1 et l’acidité totale est généralement comprise entre 3 et 6 g⋅L-1.
On réalise le dosage d’un volume V=10,0V = 10{,}0 mL de vin décarbonaté par de la soude de concentration cB=0,050c_\text{B} = 0{,}050 mol⋅L-1. On ajoute de l’eau pour assurer l’immersion des électrodes.


1. Faire un schéma légendé du montage.
Couleurs
Formes
Dessinez ici

VB\bm{V}_\bold{B} 00 1,01{,}0 2,02{,}0 3,03{,}0 4,04{,}0 5,05{,}0 6,06{,}0 7,07{,}0 8,08{,}0 9,09{,}0 10,010{,}0
pH\bold{pH} 3,43{,}4 3,53{,}5 3,53{,}5 3,63{,}6 3,83{,}8 3,93{,}9 4,14{,}1 4,24{,}2 4,34{,}3 4,44{,}4 4,54{,}5

VB\bm{V}_\bold{B} 11,011{,}0 12,012{,}0 13,013{,}0 14,014{,}0 15,015{,}0 15,415{,}4 15,615{,}6 16,016{,}0 17,017{,}0 18,018{,}0 19,019{,}0
pH\bold{pH} 4,74{,}7 4,94{,}9 5,25{,}2 5,65{,}6 6,36{,}3 6,86{,}8 7,37{,}3 8,38{,}3 9,89{,}8 10,510{,}5 11,011{,}0

2. Tracer la courbe pH=f(VB)\text{pH} = f(V_\text{B}) et déterminer le volume à l'équivalence.

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3. Écrire l’équation de la réaction support du dosage.


4. Déterminer l’acidité neutralisée et l’acidité totale du vin. Conclure.
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Détails du barème

TOTAL / 7 pts
1. Schématiser le montage soigneusement.
1 pt
2. Tracer la courbe proprement.
2 pts
Déterminer VEV_\text{E}.
1 pt
3. Écrire correctement l’équation de la réaction.
0,5 pt
4. Réaliser l’application numérique.
1,5 pt
Analyser le résultat
1 pt

33
Dosage des ions dans une eau de brassage

RAI/VAL : Analyser des résultats
ANA : Utiliser et interpréter des documents
D’après le sujet Bac SPCL, Métropole, 2017.

En brasserie, les bières sont toutes produites selon le même procédé. Cependant, en fonction de l’eau utilisée, toutes ne possèdent pas les mêmes caractéristiques.

On dose un volume V0=100V_0 = 100 mL d’une eau de brassage par une solution de nitrate d’argent (Ag+(aq) ; NO3(aq))\text{(Ag}^+\text{(aq)} ; \mathrm{NO}_{3}^{-} \text{(aq))} de concentration c2=10,0c_2 = 10{,}0 mmol⋅L-1. L’équation de la réaction support du dosage est :
Ag+(aq)+Cl(aq)AgCl(s)\mathrm{Ag}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{Cl}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{AgCl}(\mathrm{s})

Déterminer si cette eau de brassage convient pour la fabrication d’une bière brune.

eau de brassage pour la fabrication d'une bière brune
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Différents types de bière

L'eau contient six principaux ions : les ions bicarbonate, sodium, chlorure, calcium, magnésium et sulfate. Leur proportion influence la douceur ou la dureté en bouche de la bière, mais aussi le processus de fabrication :
  • la bière blonde, à l'eau douce : elle nécessite une eau peu minéralisée ;
  • la bière ambrée, à l’eau riche en oligoéléments : cette eau doit contenir une forte proportion de sulfate de calcium (7070 à 150150 mg⋅L-1) ;
  • la bière brune, à l'eau carbonatée : elle contient une concentration importante en ion bicarbonate (100100 à 300300 mg⋅L-1) et chlorure (100100 à 200200 mg⋅L-1).

Données
  • Conductivités molaires ioniques : λ(Ag+)=6,190λ\text{(Ag}^+) = 6{,}190 mS·m2·mol-1, λ(NO3)=7,150λ (\mathrm{NO}_{3}^{-}) = 7{,}150 mS·m2·mol-1 et λ(Cl)=7,639λ\text{(Cl}^-) = 7{,}639 mS·m2·mol-1
  • Masse molaire du chlore : M(Cl)=35,5M\text{(Cl)} = 35{,}5 g·mol-1

34
Acide citrique dans le citron

RAI/ANA : Construire un raisonnement
RAI/ANA : Choisir un protocole
D'après le sujet Bac S, Pondichéry, 2013.

L’acide citrique est un acide présent notamment dans les agrumes. Le jus de citron est très riche en acide citrique et en contient environ 50,050{,}0 g⋅L-1.

On souhaite déterminer la masse d’acide citrique dans un citron. On note H3A\text{H}_3\text{A} l’acide citrique pour simplifier l’écriture. L’acide citrique est un triacide, c’est‑à‑dire qu’il peut libérer trois protons H+\text{H}^+ selon l'équation :
H3A(aq)+3H2O(l)A3(aq)+3H3O+(aq)\mathrm{H}_{3} \mathrm{A}(\mathrm{aq})+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow \mathrm{A}^{3-}(\mathrm{aq})+3 \mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})

1. Établir la formule semi‑développée de l’acide citrique, puis donner sa formule brute.
Couleurs
Formes
Dessinez ici

2. Vérifier que sa masse molaire est M=192M = 192 g⋅mol-1.


3. Préciser les méthodes de titrage adaptées.


On prépare une solution diluée de jus de citron en prélevant 10,010{,}0 mL de jus, que l’on introduit dans une fiole jaugée de 100100 mL. On complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge.

On dose ensuite un volume V1=10,0V_1 = 10{,}0 mL de cette solution diluée par de la soude de concentration c2=0,100c_2 = 0{,}100 mol⋅L-1. On relève le pH\text{pH} après chaque ajout de la solution titrante.

4. Écrire l’équation de la réaction support du dosage.
Les valeurs du pH\text{pH} sont regroupées dans les tableaux ci‑dessous.


V2\bm{V}_\bold{2} 00 1,01{,}0 2,02{,}0 3,03{,}0 4,04{,}0 5,05{,}0 6,06{,}0 7,07{,}0 8,08{,}0 9,09{,}0 10,010{,}0
pH\bold{pH} 3,63{,}6 3,83{,}8 4,14{,}1 4,34{,}3 4,64{,}6 4,84{,}8 5,15{,}1 5,35{,}3 5,65{,}6 5,85{,}8 6,16{,}1

V2\bm{V}_\bold{2} 11,011{,}0 11,511{,}5 12,012{,}0 12,312{,}3 12,512{,}5 12,812{,}8 13,013{,}0 13,313{,}3 13,513{,}5 13,613{,}6 13,813{,}8
pH\bold{pH} 6,46{,}4 6,56{,}5 6,76{,}7 6,96{,}9 7,07{,}0 7,27{,}2 7,47{,}4 7,97{,}9 9,19{,}1 9,49{,}4 9,79{,}7

V2\bm{V}_\bold{2} 14,014{,}0 14,514{,}5 15,015{,}0 15,515{,}5 16,016{,}0 17,017{,}0 18,018{,}0 19,019{,}0 20,020{,}0 21,021{,}0 22,022{,}0
pH\bold{pH} 9,99{,}9 10,510{,}5 10,710{,}7 10,910{,}9 11,011{,}0 11,211{,}2 11,411{,}4 11,611{,}6 11,711{,}7 11,811{,}8 11,911{,}9

5. Tracer la courbe pH=f(V2)\text{pH} = f(V_2).
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6. Tracer la courbe dpHdV2=f(V2)\dfrac{\mathrm{d} \mathrm{pH}}{\mathrm{d} V_{2}}=f\left(V_{2}\right) et déterminer le volume à l'équivalence VEV_\text{E}.
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7. En déduire la concentration en quantité de matière d'acide citrique dans le jus de citron.
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Jus de citron

Acide citrique

35
Titrage de l'ibuprofène

RAI/MOD : Modéliser une transformation
VAL : Analyser des résultats
D’après le sujet Bac S, Antilles, 2013.

L’ibuprofène est une molécule aux propriétés antalgiques, anti‑inflammatoires et antipyrétiques. On souhaite vérifier la masse d’ibuprofène, noté R-COOH\text{R-COOH}, contenue dans un comprimé de 400400 mg.

On dissout le comprimé dans une fiole jaugée contenant 2020 mL d’éthanol, solvant dans lequel l’ibuprofène est très soluble. On filtre la solution, ce qui permet d’éliminer les excipients (insolubles dans l’éthanol), puis on ajoute de l'eau distillée au filtrat. On considère que ce mélange eau‑éthanol se comporte comme de l’eau.

On réalise ensuite le titrage par suivi pH‑métrique de cette solution par de la soude de concentration cB=0,20c_{B} = 0{,}20 mol⋅L-1. On relève les valeurs du pH\text{pH} pour chaque ajout de solution titrante. On entre les valeurs dans un tableur‑grapheur et on utilise le logiciel pour faire afficher deux courbes pH=f(VB) et dpHdVB=f(VB)\mathrm{pH}=f\left(\mathrm{V}_{\mathrm{B}}\right) \text { et } \dfrac{\mathrm{d} \mathrm{pH}}{\mathrm{d} V_{\mathrm{B}}}=f\left(V_{\mathrm{B}}\right)

1. En utilisant les données, calculer la masse maximale d’ibuprofène que l’on peut dissoudre dans 4040 mL d’eau. Préciser pourquoi on a ajouté de l’éthanol.


2. Écrire l’équation de la réaction support du dosage.


3. Identifier les courbes 1 et 2.


4. Définir l’équivalence et établir la relation qui lie les quantités de matière à l’équivalence.


5. Déterminer, en justifiant, le volume à l'équivalence VEV_\text{E}.


6. En déduire la masse d’ibuprofène dans le comprimé.
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titrage de l'ibuprofène

Données
  • Masse molaire de l’ibuprofène : M=206,0M = 206{,}0 g·mol-1
  • Solubilité de l’ibuprofène dans l’eau à 37 °C : s=0,043s = 0{,}043 mg·mL-1

Supplément numérique

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