LE SYNTHOL (Métropole 2009 ; 6,5 points) énoncé

1. Quelques composés du Synthol ®

1.1. vidéo La molécule n°2 contient :

- un groupe hydroxyle -OH

- un groupe carboxyle -CO₂H caractéristique des acides carboxyliques

Il s’agit de l’acide salicylique.

La molécule n°3 contient deux groupements hydroxyle : il s’agit du résorcinol.

La molécule n°1 ne possède ni groupement carboxyle, ni groupements hydroxyle. C’est le vératrole.

1.2.1. l’équation de la réaction de l’acide avec l’eau

AH_(aq) + H₂O_(l) = A^–_(aq) + H₃O⁺_(aq)

1.2.2. tableau descriptif de l’évolution du système :

Équation chimique		AH(aq) + H2O(l) = A^–(aq) + H3O^+(aq)
	Avancement (mol)	Quantité de matière (mol)
État initial	x = 0	n0 = Co.Vo	Excès	0	0
État intermédiaire	x	n0 – x		x	x
État final	xéq	n0 – xéq		xéq	xéq

1.2.3. vidéo

D’après le tableau d’avancement :

x_eq = V_o.10^-pH

1.2.4. x_éq = x_eq = V_o.10^-pH₌ 10^–2,6×0,1000 = 2,5´10^–4 mol

1.2.5. vidéo Par définition le taux d’avancement de la réaction est :

Si la transformation est totale n_o -x_max = 0 ; x_max = n_o = 7,2x10^-4 mol

2. Dosage de l’acide salicylique dans le Synthol ®

2.1. vidéo V_A = 100,0 mL de solution ; la masse de solution correspondante est :

D’après la notice, pour 100 g de solution on a m = 0,0105 g d’acide salicylique

Dans le volume V_A correspondant à 95,0 g on a une masse m_A de :

La quantité de matière correspondante est :

La concentration en acide est :

2.2.1. vidéo C₇H₆O₃  + HO ^–  = C₇H₅O₃ ^–  + H₂O 

À l’équivalence les réactifs ont été introduits dans les proportions stœchiométriques et ont entièrement réagi. D’après l’équation de dosage :

n_i(C₇H₆O₃) = n(HO^–)

2.2.2. . vidéo n(HO^–) = c_B.V_BE = n_i(C₇H₆O₃) = n_A ; c_B = n_A / V_BE

avec 5,0 mL < V_BE < 20, 0 mL

(7,23x10^-5 )/(20,0x10^-3 ) = 3,61x10^-3 mol.L^-1 < c_B < (7,23x10^-5 )/(5,0x10^-3 ) = 1,4x10^-2 mol.L^-1

2.2.3. (vidéo TP) On désire effectuer une dilution :

Solution mère : c₀ = 1,0´10^-1 mol.L^-1 V₀ à prélever ??

Solution fille : c_B = 1,0´10^-2 mol.L^-1 V_B = 50,0 mL

Au cours d’une dilution, la quantité de matière de soluté se conserve:

n_(mère) = n_(fille)

On prélève, à l’aide d’une pipette jaugée de 5,0 mL, un volume V₀ = 5,0 mL de la solution mère. On verse le contenu dans une fiole jaugée de 50,0 mL. On ajoute de l’eau distillée et on agite la solution obtenue. On complète ensuite jusqu’au trait de jauge. On bouche.

2.3.1.a. La zone de virage de l’indicateur coloré doit contenir la valeur du pH = 7 à l’équivalence. Seul le bleu de bromothymol convient : sa zone de virage est : (6,0 < 7 < 7,6)

2.3.1.b. Dans la composition du Synthol on trouve le jaune de quinoléine (E104). À l’équivalence, la solution vire du jaune au bleu : on risque de ne pas voir ce changement de coloration.

2.3.2. La présence de l’éthanol dans la solution de Synthol ne permet pas de recommander un titrage pH-métrique.

2.4. schéma du titrage conductimétrique

2.5.1. La conductivité d’une solution augmente avec la concentration des ions présents. Après l’équivalence H₃O⁺ est négligeable et [C₇H₅O₃ ^–] = constante puisque il n’ya plus de réactif C₇H₅O₃H _. La concentration en ion HO- et Na⁺ augmente donc la conductivité augmente. Expression de la conductivité après l’équivalence :

2.5.2.

V_BE = 7,0 mL

2.5.3.

À l’équivalence la quantité de matière d’hydroxyde de sodium est égale à la quantité d’acide présente :

n_A = n_B donc c_A.V_A = c_B.V_BE

Les deux valeurs obtenues sont sensiblement égale la valeur 7,23x10^-4 mol.L^-1 est peu différente de 7,0x10^-4 mol.L^-1.