Exercices 755
Exercice 28.9 Acide citrique
Méthode (28.2)
L’acide citrique (HOOC CH 2 ) 2 C(OH) COOH est présent en grande quantité dans le jus de
citron. Il est utilisé dans l’alimentation comme exhausteur de goût, ou comme acidifiant. Il s’agit
d’un triacide, pouvant libérer trois H
+
. On le notera AH 3 . La figure ci-dessous (à gauche) montre
les proportions de AH 3 , AH
–
2 , AH
2– et A
3– en fonction du pH, pour une concentration totale
de 0,010 mol · L
−1 .
Pour déterminer la concentration en acide citrique d’un jus de citron, on effectue tout d’abord un
prélèvement de 10,0 mL de jus que l’on dilue dans de l’eau déminéralisée, pour un volume total
de 100,0 mL. Un volume v 1 = 10,0 mL de ce jus de citron dilué est placé dans un bécher, dans
lequel on place deux électrodes pour mesurer le pH. La burette contient une solution d’hydroxyde
de sodium NaOH de concentration c = 0,10 mol · L
−1 . La figure ci-dessous (à droite) représente le
pH en fonction du volume v de la solution de NaOH versé. Le saut de pH a lieu pour un volume
versé v eq = 10,6 mL.
0
2
4
6
8
10
pH
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
x (%)
Acide citrique
0
5
10
15
20
v (mL)
0
2
4
6
8
10
12
pH
10,6 mL
On donne le produit ionique de l’eau [H 3 O
+
][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
1. Sur le diagramme de distribution (titres molaires en fonction du pH), repérer les courbes correspondant à AH 3 , AH
–
2 , AH
2– et A
3– . En déduire les pK a des acides successifs.
2. Écrire la réaction de OH
– sur AH 3 , avec échange d’un H
+ . Calculer la constante d’équilibre K 1
de cette réaction.
3. Écrire la réaction de OH
– sur AH
–
2 , avec échange d’un H
+
. Calculer la constante d’équilibre K 2
de cette réaction.
4. Écrire la réaction de OH
– sur AH
2– , avec échange d’un H
+
. Calculer la constante d’équilibre
K 3 de cette réaction.
5. Écrire la réaction de OH
– sur AH 3 , avec échange de trois H
+ . Calculer la constante d’équilibre
K de cette réaction.
6. Sur la courbe de dosage, justifier que la base se formant lors du saut de pH est A
3– . Quelle est
alors la réaction bilan du dosage ?
7. Calculer la concentration en acide citrique du jus de citron.
8. Sachant que le pH du jus de citron est pH = 2,4, donner les proportions de AH 3 , AH
–
2 , AH
2–
et A
3– présents dans le jus de citron.
© Dunod. Toute reproduction non autorisée est un délit.
partagelivrescpge.blogspot.com
Exercice 28.9 Acide citrique
Méthode (28.2)
L’acide citrique (HOOC CH 2 ) 2 C(OH) COOH est présent en grande quantité dans le jus de
citron. Il est utilisé dans l’alimentation comme exhausteur de goût, ou comme acidifiant. Il s’agit
d’un triacide, pouvant libérer trois H
+
. On le notera AH 3 . La figure ci-dessous (à gauche) montre
les proportions de AH 3 , AH
–
2 , AH
2– et A
3– en fonction du pH, pour une concentration totale
de 0,010 mol · L
−1 .
Pour déterminer la concentration en acide citrique d’un jus de citron, on effectue tout d’abord un
prélèvement de 10,0 mL de jus que l’on dilue dans de l’eau déminéralisée, pour un volume total
de 100,0 mL. Un volume v 1 = 10,0 mL de ce jus de citron dilué est placé dans un bécher, dans
lequel on place deux électrodes pour mesurer le pH. La burette contient une solution d’hydroxyde
de sodium NaOH de concentration c = 0,10 mol · L
−1 . La figure ci-dessous (à droite) représente le
pH en fonction du volume v de la solution de NaOH versé. Le saut de pH a lieu pour un volume
versé v eq = 10,6 mL.
0
2
4
6
8
10
pH
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
x (%)
Acide citrique
0
5
10
15
20
v (mL)
0
2
4
6
8
10
12
pH
10,6 mL
On donne le produit ionique de l’eau [H 3 O
+
][OH
– ] = K e = 10
−14,0 .
1. Sur le diagramme de distribution (titres molaires en fonction du pH), repérer les courbes correspondant à AH 3 , AH
–
2 , AH
2– et A
3– . En déduire les pK a des acides successifs.
2. Écrire la réaction de OH
– sur AH 3 , avec échange d’un H
+ . Calculer la constante d’équilibre K 1
de cette réaction.
3. Écrire la réaction de OH
– sur AH
–
2 , avec échange d’un H
+
. Calculer la constante d’équilibre K 2
de cette réaction.
4. Écrire la réaction de OH
– sur AH
2– , avec échange d’un H
+
. Calculer la constante d’équilibre
K 3 de cette réaction.
5. Écrire la réaction de OH
– sur AH 3 , avec échange de trois H
+ . Calculer la constante d’équilibre
K de cette réaction.
6. Sur la courbe de dosage, justifier que la base se formant lors du saut de pH est A
3– . Quelle est
alors la réaction bilan du dosage ?
7. Calculer la concentration en acide citrique du jus de citron.
8. Sachant que le pH du jus de citron est pH = 2,4, donner les proportions de AH 3 , AH
–
2 , AH
2–
et A
3– présents dans le jus de citron.
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