L’étiquette d’un vinaigre annonce 7°. Est-ce exact ? Dans ce TP sur le dosage acide-base, tu vas titrer l’acide éthanoïque d’un vinaigre dilué avec de la soude, suivre le pH en continu, repérer l’équivalence de deux façons et vérifier le degré annoncé.
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Objectif du TP sur le dosage acide-base
Déterminer la concentration en acide éthanoïque d’un vinaigre par titrage pH-métrique et par titrage colorimétrique, en déduire son degré, comparer à l’étiquette et exploiter la courbe pour retrouver le pKa du couple.
Matériel
- Vinaigre blanc commercial (degré annoncé : 7°) et eau distillée
- Solution d’hydroxyde de sodium à cB = 0,100 mol·L−1
- Burette graduée de 25 mL sur support
- Fiole jaugée de 100,0 mL et pipette jaugée de 10,0 mL (pour diluer le vinaigre 10 fois)
- Pipette jaugée de 10,0 mL et propipette pour la prise d’essai
- Bécher de 100 mL, éprouvette de 25 mL (eau distillée)
- pH-mètre étalonné avec sonde, agitateur magnétique et barreau aimanté
- Phénolphtaléine (flacon compte-gouttes) pour le second titrage
- Papier absorbant, pissette d’eau distillée
Sécurité
Porte blouse, gants et lunettes de protection. La solution d’hydroxyde de sodium à 0,100 mol·L−1 est irritante pour les yeux et la peau : en cas de projection, rince abondamment à l’eau. Le vinaigre est irritant pour les yeux. Ne pipette jamais à la bouche. Place le montage de façon stable et rince la sonde sans la heurter ; remets-la dans son flacon de conservation en fin de séance.
Protocole
- Dilue le vinaigre 10 fois : prélève 10,0 mL de vinaigre à la pipette jaugée, verse-les dans la fiole jaugée de 100,0 mL, complète avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge, bouche et homogénéise (solution S1).
- Rince la burette avec un peu de soude, remplis-la, élimine la bulle d’air de la pointe et ajuste le niveau sur le zéro.
- Prélève VA = 10,0 mL de S1 à la pipette jaugée, verse-les dans le bécher, ajoute 20 mL d’eau distillée et le barreau aimanté.
- Place la sonde du pH-mètre dans le bécher (sans qu’elle touche le barreau), mets l’agitation en marche à vitesse modérée.
- Mesure le pH initial, puis verse la soude par ajouts de 2 mL jusqu’à 10 mL en notant le pH à chaque fois, après stabilisation.
- Entre 10 mL et 13 mL, ajoute la soude par 0,2 mL (ou 0,5 mL) pour bien décrire le saut de pH, puis continue par 1 mL jusqu’à 16 mL.
- Recommence un second titrage, sans pH-mètre : mêmes volumes, quelques gouttes de phénolphtaléine ; verse la soude goutte à goutte vers la fin et note le volume à la première teinte rose pâle persistante.
- Rince tout le matériel à l’eau distillée ; les solutions peuvent aller à l’évier avec beaucoup d’eau.
Mesures à relever
| V de soude (mL) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 11 | 11,5 | 12 | 13 | 16 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| pH | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
| Méthode | VE (mL) | cS1 (mol·L−1) | Degré du vinaigre |
|---|---|---|---|
| Tangentes (pH-métrie) | … | … | … |
| Courbe dérivée | … | … | … |
| Indicateur coloré | … | … | … |
Questions
- Écris l’équation de la réaction support du titrage et justifie qu’elle convient (calcule sa constante avec pKa = 4,8).
- Trace la courbe pH = f(V) et décris-la. Quelle partie correspond au saut de pH ?
- Détermine VE par la méthode des tangentes, puis par la dérivée ΔpH ÷ ΔV calculée entre les mesures resserrées.
- Déduis la concentration de S1, puis du vinaigre, puis son degré (masse d’acide pour 100 g de vinaigre, M = 60,05 g·mol−1, ρ = 1,02 kg·L−1).
- Lis le pH à VE ÷ 2 et déduis le pKa du couple. Compare à la valeur tabulée.
- Pourquoi ajoute-t-on 20 mL d’eau avant le titrage ? Modifie-t-elle VE ? Pourquoi dilue-t-on le vinaigre ?
- Justifie le choix de la phénolphtaléine, puis compare les trois valeurs de VE. Quelle méthode est la plus précise et pourquoi ?
Pour aller plus loin
- Calcule l’incertitude sur la concentration du vinaigre à partir des incertitudes sur VE, VA et cB.
- Prévois la courbe obtenue avec un vinaigre dilué 100 fois : le saut est-il plus ou moins net ?
