Objectif

Données

• $\textbf{p}\bm K_\textbf{A}$ des espèces colorées : $\text{p}K_\text{A1} = 4{,}3$ et $\text{p}K_\text{A2} = 7{,}0$
• Couleur de $\textbf{AH}_\bm{2}^\bm{+}\textbf{(aq)}$ : rouge
• Couleur de $\textbf{AH(aq)}$ : violette
• Couleur de $\textbf{A}^-\textbf{(aq)}$ : bleue

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Bleu de bromophénol

✔ REA : Utiliser un modèle
✔ VAL : Analyser des résultats


Le bleu de bromophénol (BBP) est un indicateur coloré dont la forme acide notée $\text{HInd(aq)}$ est jaune et la forme basique notée $\text{Ind}^-\text{(aq)}$ est bleue.

1. Le $\text{pH}$ de la solution $\text{S}_0$ vaut $4{,}7$. Préciser si $\text{HInd}$ est un acide fort.


2. Tracer le diagramme de prédominance des formes acide et basique du BBP. Justifier.


3. Établir la relation entre $\text{pH}$, $\text{p}K_\text{A}$, $\text{[HInd]}$ et $[\text{Ind}^-]$.


4. Vérifier par un calcul que la concentration de la forme acide $\text{[HInd]}$ est négligeable dans la solution $\text{S}_1$.

Retrouvez prochainement plus d'exercices.

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Synthol

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours
✔ VAL : Faire preuve d’esprit critique

Le Synthol est un médicament créé en 1925 par le pharmacien Paul Ernest Roger. On s'intéresse ici à un seul de ses composants : l’acide salicylique, noté $\text{AH(aq)}$.

Pour $100$ g de Synthol, on a $0{,}0105$ g d’acide salicylique.

Pour étudier l’acidité de l’acide salicylique, une quantité de matière $n_0 = 7{,}20 \times 10^{-4}$ mol est dissoute dans un volume $V_0 = 100{,}0$ mL. Après agitation, le $\text{pH}$ de la solution vaut $2{,}6$.

1. Écrire l’équation de la réaction de l’acide salicylique avec l’eau. Préciser s'il s'agit d'une transformation totale.


2. Calculer la concentration réelle d’acide salicylique dans la solution pharmaceutique.


3. Pour vérifier cette valeur, le dosage acide-base d’un volume $V = 100$ mL de Synthol est réalisé avec une solution d’hydroxyde de sodium. On suppose que l’acide salicylique est le seul composé acide dans le Synthol. L’équation de la réaction support du titrage est : $\mathrm{AH}(\mathrm{aq})+\mathrm{HO}^{-}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{A}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l})$

a. Définir l’équivalence, puis en déduire la relation entre les quantités de matière d’acide salicylique et d’ions hydroxyde.


b. Pour obtenir un volume équivalent $V_\text{E}$ compris entre $5{,}0$ mL et $20{,}0$ mL, donner un encadrement de la concentration de soude nécessaire.


À l’aide d’un logiciel de simulation, il est établi qu’à l’équivalence, le $\text{pH}$ est environ égal à $7$.

4. Choisir en justifiant l’indicateur coloré le plus adapté.

■ Quelques indicateurs colorés

Données

• Formule brute de l’acide salicylique : $\mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{6} \mathrm{O}_{3}$
• Masse volumique du Synthol : $\rho = 0{,}950$ g⋅mL^-1

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Vitamine C

✔ REA : Élaborer un protocole
✔ VAL : Évaluer les incertitudes

On souhaite vérifier les indications d’une boîte de comprimés concernant la masse d’acide ascorbique.

Une solution $\text{S}_\text{A}$ de volume $V = 200{,}0$ mL est alors préparée à partir d’un comprimé entier. Un volume $V_\text{A}=(20{,}0 \pm 0{,}1)$ mL de la solution $\text{S}_\text{A}$ est alors prélevé, puis titré par une solution d’hydroxyde de sodium.

1. Rédiger le protocole de préparation de la solution $\text{S}_\text{A}$.


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


3. Avec une solution d’hydroxyde de sodium de concentration $c_{\mathrm{B}}=(1{,}50 \pm 0{,}02) \times 10^{-2}$ mol⋅L^‑1, le volume versé à l’équivalence vaut ($9{,}1 \pm 0{,}1$) mL.

a. En déduire la masse expérimentale d’acide ascorbique dans le comprimé.


b. Déterminer l’incertitude relative $\dfrac{u\left(m_{\exp }\right)}{m_{\exp }}$.


c. Vérifier la cohérence du résultat avec la mention portée sur la boîte de comprimés (doc. 1).


4. La masse d’ascorbate de sodium correspond à celle indiquée sur l’emballage. L’étiquette précise également que la masse totale des deux espèces conjuguées est équivalente à $500$ mg d’acide ascorbique. Vérifier cette information par un calcul.


5. Cette formulation peut être dite « tamponnée ». Expliquer pourquoi.

Données

• $\textbf{p}\bm K_\textbf{A}$ considéré à $\bm{37}$ °C : $\text{p}K_\text{A}= 4{,}1$
• Formule brute de l’acide ascorbique : $\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{8} \mathrm{O}_{6}$
• Masse molaire : $M(\text{acide ascorbique})=176{,}1$ g⋅mol^-1 et $M(\text{ascorbate de sodium})=198{,}1$ g⋅mol^-1