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Fahmio
Fahmio
Bac Tunisie
Chimie/AB-K
AB-KAcides, bases et pH

Doser un produit du commerce : de VEV_E à la concentration, à la masse, au pourcentage massique et à la conformité de l'étiquette

Idée directrice

Au bac, un dosage sert souvent à contrôler un produit réel : détartrant, soude, beurre, comprimé. Le volume VEV_E ne donne d'abord que la concentration de la solution dosée. Il faut ensuite remonter la chaîne de préparation — prélèvement, dilution, volume de la fiole où le produit a été dissous — pour obtenir la quantité de matière de tout l'échantillon, puis sa masse m=n Mm=n\,M, et enfin comparer à ce qu'annonce l'étiquette : pourcentage massique, masse par comprimé ou seuil d'une norme.

Ce qui aide à reconnaître la démarche

« Déterminer la concentration molaire de la solution » ; « Calculer la masse … contenue dans » ; « En déduire le pourcentage massique » ; « Préciser si le beurre analysé est rance ou non » ; « En déduire la signification de l'indication inscrite sur la boîte » ; « Indiquer, en se référant au tableau, l'indicateur coloré approprié à ce dosage »

Besoin d’un point de départ ? Voir la méthode
  • Équation du dosage et constante : fort/fort, K=1Ke=1014K=\dfrac{1}{K_e}=10^{14} ; acide faible/base forte, K=KaKeK=\dfrac{K_a}{K_e}. K>104K>10^4 : réaction totale.
  • À l'équivalence, CdoseˊeVdoseˊ=CverseˊeVEC_{\text{dosée}}V_{\text{dosé}}=C_{\text{versée}}V_E : on obtient la concentration de la solution dosée.
  • Remonter la préparation : une dilution de facteur k=VdilueˊVpreˊleveˊk=\dfrac{V_{\text{dilué}}}{V_{\text{prélevé}}} donne C0=k CC_0=k\,C ; puis la quantité de tout le produit dissous, n0=C0Vfiolen_0=C_0V_{\text{fiole}}, où VfioleV_{\text{fiole}} est le volume de la fiole de dissolution.
  • m=n0 Mm=n_0\,M ; pourcentage massique =m(espeˋce)m(produit)×100=\dfrac{m(\text{espèce})}{m(\text{produit})}\times100 ; comparer à l'étiquette ou au seuil imprimé.
  • Indicateur : sa zone de virage doit contenir pHE\mathrm{pH}_E (77 pour fort/fort, >7>7 pour un acide faible dosé par une base forte).
Les pièges à vérifier dans ta démarche

Oublier le facteur de dilution ou le volume de la fiole, et calculer la masse contenue dans les seuls 20 mL20\ \text{mL} dosés ; confondre le volume dosé VBV_B et le volume versé VAEV_{AE} ; prendre la masse du produit (ou du comprimé) pour celle de l'espèce dosée ; choisir la phénolphtaléine pour un dosage fort/fort ; conclure « conforme » sans comparer au seuil imprimé.

Sujet principal

Exercice 1 — contrôle d'un produit par dosage (4 points), dans l'esprit des sessions 2015–2026

5 questionsCorrigé masqué

Toutes les solutions sont prises à 25 ∘C25\ ^\circ\text{C}, température à laquelle Ke=10−14K_e=10^{-14}. On donne M(NaOH)=40 g⋅mol−1M(\text{NaOH})=40\ \text{g·mol}^{-1}.

Un déboucheur de canalisations est vendu sous forme de paillettes d'hydroxyde de sodium NaOH\text{NaOH} (base forte). L'étiquette indique : « hydroxyde de sodium : 98 % en masse au minimum — produit hygroscopique, refermer soigneusement après usage ». On contrôle le contenu d'un pot resté mal fermé.

On dissout une masse m=4,00 gm=4{,}00\ \text{g} de paillettes dans de l'eau distillée, dans une fiole jaugée de 500,0 mL500{,}0\ \text{mL} que l'on complète jusqu'au trait de jauge : on obtient la solution (S0)(S_0). On prélève V0=20,0 mLV_0=20{,}0\ \text{mL} de (S0)(S_0), que l'on verse dans une fiole jaugée de 200,0 mL200{,}0\ \text{mL} complétée avec de l'eau distillée : on obtient la solution (S)(S).

On dose VB=20,0 mLV_B=20{,}0\ \text{mL} de (S)(S) par une solution d'acide chlorhydrique (acide fort) de concentration CA=2,00×10−2 mol⋅L−1C_A=2{,}00\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}, en présence de quelques gouttes d'un indicateur coloré. L'équivalence est obtenue pour un volume d'acide versé VAE=18,4 mLV_{AE}=18{,}4\ \text{mL}.

Indicateur coloréZone de virageTeinte acide / basique
hélianthine3,1 à 4,4rouge / jaune
bleu de bromothymol (BBT)6,0 à 7,6jaune / bleu (vert dans la zone)
phénolphtaléine8,2 à 10,0incolore / rose
  1. Réaction de dosage.
    1. Écrire l'équation de la réaction du dosage.
    2. Montrer que cette réaction est totale.
  2. Équivalence et indicateur coloré.
    1. Définir l'équivalence acido-basique.
    2. Préciser le rôle de l'indicateur coloré, puis choisir, en le justifiant, l'indicateur le plus approprié à ce dosage.
    3. Décrire le changement de teinte observé à l'équivalence.
  3. De la solution dosée au produit.
    1. Déterminer la concentration molaire CC de la solution (S)(S).
    2. Préciser la verrerie utilisée pour préparer (S)(S) à partir de (S0)(S_0). En déduire la concentration C0C_0 de (S0)(S_0).
  4. Contrôle de l'étiquette.
    1. Calculer la masse m1m_1 d'hydroxyde de sodium contenue dans les 4,00 g4{,}00\ \text{g} de paillettes.
    2. En déduire le pourcentage massique d'hydroxyde de sodium du produit. L'indication de l'étiquette est-elle vérifiée pour ce pot ? Proposer une explication de l'écart.
    3. Quel volume VAEV_{AE} aurait-on obtenu si le produit contenait exactement 98 % d'hydroxyde de sodium ?
  5. Un autre groupe mesure le pH de la solution (S)(S) et trouve pH=12,3\mathrm{pH}=12{,}3. Montrer que cette mesure est compatible avec le résultat du dosage.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1.a Idée : l'acide chlorhydrique apporte les ions H3O+\text{H}_3\text{O}^+, la solution de soude les ions OH−\text{OH}^- ; les ions Na+\text{Na}^+ et Cl−\text{Cl}^- sont spectateurs.

H3O++OH−⟶2 H2O\text{H}_3\text{O}^+ + \text{OH}^- \longrightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}

1.b La constante de cette réaction est l'inverse du produit ionique de l'eau :

K=1[H3O+] [OH−]=1Ke=1014K=\dfrac{1}{[\text{H}_3\text{O}^+]\,[\text{OH}^-]}=\dfrac{1}{K_e}=10^{14}

K>104K>10^4 : la réaction du dosage est totale.

2.a L'équivalence acido-basique est l'état du mélange pour lequel les ions H3O+\text{H}_3\text{O}^+ versés et les ions OH−\text{OH}^- initialement présents dans le bécher ont été mélangés dans les proportions stœchiométriques de la réaction du dosage : CAVAE=C VBC_AV_{AE}=C\,V_B.

2.b L'indicateur coloré sert à repérer l'équivalence par un changement de teinte. Idée : on choisit l'indicateur dont la zone de virage contient pHE\mathrm{pH}_E. À l'équivalence d'un dosage base forte / acide fort, le mélange ne contient que des ions Na+\text{Na}^+ et Cl−\text{Cl}^- dans l'eau : il est neutre, pHE=7\mathrm{pH}_E=7. Seule la zone du bleu de bromothymol (6,0 ; 7,6)(6{,}0\ ;\ 7{,}6) contient 77 : c'est l'indicateur approprié.

2.c Au départ, le bécher contient la base : le BBT y est bleu. Il le reste tant que les ions OH−\text{OH}^- sont en excès ; à l'équivalence, il vire au vert, et une goutte d'acide de plus le rend jaune. On arrête l'addition d'acide au virage au vert.

3.a À l'équivalence, C VB=CAVAEC\,V_B=C_AV_{AE} :

C=CAVAEVB=2,00×10−2×18,420,0C=\dfrac{C_AV_{AE}}{V_B}=\dfrac{2{,}00\times10^{-2}\times18{,}4}{20{,}0}
C=1,84×10−2 mol⋅L−1C=\boxed{1{,}84\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}}

3.b On prélève 20,0 mL20{,}0\ \text{mL} de (S0)(S_0) avec une pipette jaugée de 20,0 mL20{,}0\ \text{mL}, on les verse dans une fiole jaugée de 200,0 mL200{,}0\ \text{mL} et on complète avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Idée : la dilution conserve la quantité d'hydroxyde de sodium, C0V0=C VC_0V_0=C\,V avec V=200,0 mLV=200{,}0\ \text{mL}. Le facteur de dilution vaut 200,020,0=10\dfrac{200{,}0}{20{,}0}=10, donc C0=10 C=0,184 mol⋅L−1C_0=10\,C=\boxed{0{,}184\ \text{mol·L}^{-1}}.

4.a Idée : toute la masse mm a été dissoute dans la fiole de 500,0 mL500{,}0\ \text{mL}, pas seulement dans le volume dosé. n(NaOH)=C0×0,500=9,20×10−2 moln(\text{NaOH})=C_0\times0{,}500=9{,}20\times10^{-2}\ \text{mol}, d'où

m1=n M=9,20×10−2×40=3,68 gm_1=n\,M=9{,}20\times10^{-2}\times40=\boxed{3{,}68\ \text{g}}

4.b Pourcentage massique : m1m×100=3,684,00×100=92 %\dfrac{m_1}{m}\times100=\dfrac{3{,}68}{4{,}00}\times100=\boxed{92\ \%}. 92 %<98 %92\ \%<98\ \% : l'indication de l'étiquette n'est pas vérifiée pour ce pot. L'hydroxyde de sodium est hygroscopique : les paillettes du pot mal fermé ont absorbé la vapeur d'eau de l'air, si bien qu'une partie des 4,00 g4{,}00\ \text{g} pesés est de l'eau et non de l'hydroxyde de sodium.

4.c Idée : VAEV_{AE} est proportionnel à la masse d'hydroxyde de sodium dissoute. Avec 98 %, m1′=3,92 gm_1'=3{,}92\ \text{g}, soit n′=9,80×10−2 moln'=9{,}80\times10^{-2}\ \text{mol} dans (S0)(S_0), C0′=n′0,500=0,196 mol⋅L−1C_0'=\dfrac{n'}{0{,}500}=0{,}196\ \text{mol·L}^{-1} et C′=C0′10=1,96×10−2 mol⋅L−1C'=\dfrac{C_0'}{10}=1{,}96\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} dans (S)(S) ; alors

VAE′=C′VBCA=19,6 mLV_{AE}'=\dfrac{C'V_B}{C_A}=\boxed{19{,}6\ \text{mL}}

5. Pour une base forte, pH=pKe+log⁡C\mathrm{pH}=pK_e+\log C :

pH=14+log⁡(1,84×10−2)≈12,26\mathrm{pH}=14+\log(1{,}84\times10^{-2})\approx12{,}26

valeur qui s'arrondit à 12,312{,}3 : la mesure est compatible avec le dosage. Inversement, un pH lu à 12,3±0,0512{,}3\pm0{,}05 correspond à une concentration comprise entre 1,8×10−21{,}8\times10^{-2} et 2,2×10−2 mol⋅L−12{,}2\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1} : la mesure du pH est bien moins précise que le dosage.

Changer d’énoncé, garder le raisonnement

Choisis un seul transfert après le sujet principal. Qu’est-ce qui change ? Quel résultat ou quelle méthode peux-tu réutiliser ? Les autres exercices restent disponibles pour une prochaine séance.

Variantes rencontrées : poudre détartrante d'acide sulfamique dissoute dans 250 mL250\ \text{mL}, pourcentage massique puis choix du BBT (contrôle 2015, Sciences techniques) ; masse d'hydroxyde de sodium d'une solution retrouvée par un dosage puis par la mesure du pH (principale 2017, Sciences techniques) ; masse molaire d'un acide carboxylique tirée du dosage, M=14n+32M=14n+32 (principale 2019, Sciences techniques) ; ions H3O+\text{H}_3\text{O}^+ formés par une électrolyse dosés en présence de BBT (principale 2019, Sciences de l'informatique) ; concentration de l'acide carboxylique obtenu par oxydation ménagée, en fin d'exercice d'organique (contrôle 2023 et principale 2026, Sciences de l'informatique) ; beurre dissous dans un solvant, pourcentage d'acide butyrique comparé au seuil de 4 % (contrôle 2025, Mathématiques) ; comprimé « Aspirine 500 » écrasé et dissous dans une fiole de 200 mL200\ \text{mL}, masse de substance active par comprimé (principale 2026, Sciences expérimentales).

Exercices d'entraînement — une nuance à la fois

1 Drill AB-K.1 — un comprimé « Vitamine C 500 » : du prélèvement dosé à la masse de substance active
Entraînement 01 / 03

Drill AB-K.1 — un comprimé « Vitamine C 500 » : du prélèvement dosé à la masse de substance active

5 questionsCorrigé masqué

Toutes les solutions sont prises à 25 ∘C25\ ^\circ\text{C}, température à laquelle Ke=10−14K_e=10^{-14}. L'acide ascorbique (vitamine C), de formule C6H8O6\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6, est un monoacide faible ; le pKa du couple C6H8O6/C6H7O6−\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6/\text{C}_6\text{H}_7\text{O}_6^- vaut 4,14{,}1. Masses molaires atomiques en g⋅mol−1\text{g·mol}^{-1} : C=12\text{C}=12 ; H=1\text{H}=1 ; O=16\text{O}=16.

Une boîte de comprimés porte l'indication « Vitamine C 500 ». Un comprimé, de masse 0,650 g0{,}650\ \text{g}, est écrasé dans un mortier ; la poudre est dissoute dans l'eau distillée d'une fiole jaugée de 250,0 mL250{,}0\ \text{mL} complétée jusqu'au trait de jauge : on obtient la solution (S)(S). On dose VA=10,0 mLV_A=10{,}0\ \text{mL} de (S)(S) par une solution d'hydroxyde de sodium (base forte) de concentration CB=1,00×10−2 mol⋅L−1C_B=1{,}00\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}, en présence d'un indicateur coloré approprié : l'équivalence est obtenue pour VBE=11,2 mLV_{BE}=11{,}2\ \text{mL}. On admet que seul l'acide ascorbique réagit avec les ions hydroxyde.

  1. Écrire l'équation de la réaction du dosage et montrer qu'elle est totale.
  2. Calculer la quantité d'acide ascorbique contenue dans les 10,0 mL10{,}0\ \text{mL} dosés, puis la concentration CAC_A de (S)(S).
  3. Déterminer, en milligrammes, la masse d'acide ascorbique contenue dans un comprimé. En déduire la signification de l'indication « Vitamine C 500 » et l'écart relatif à cette indication.
  4. Quel pourcentage de la masse du comprimé l'acide ascorbique représente-t-il ? Que contient le reste du comprimé ?
  5. Pourquoi dose-t-on un prélèvement de 10,0 mL10{,}0\ \text{mL} plutôt que toute la solution (S)(S) avec une burette de 25 mL25\ \text{mL} ?
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. C6H8O6+OH−⟶C6H7O6−+H2O\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6+\text{OH}^-\longrightarrow\text{C}_6\text{H}_7\text{O}_6^-+\text{H}_2\text{O}. Idée : pour un acide faible dosé par une base forte, K=KaKeK=\dfrac{K_a}{K_e}. K=10 pKe−pKa=1014−4,1=109,9>104K=10^{\,pK_e-\mathrm{pKa}}=10^{14-4{,}1}=10^{9{,}9}>10^4 : la réaction est totale.

2. À l'équivalence, la quantité d'acide contenue dans les 10,0 mL10{,}0\ \text{mL} dosés est :

nA=CBVBE=1,00×10−2×11,2×10−3n_A=C_BV_{BE}=1{,}00\times10^{-2}\times11{,}2\times10^{-3}
nA=1,12×10−4 moln_A=\boxed{1{,}12\times10^{-4}\ \text{mol}}

d'où CA=nAVA=1,12×10−2 mol⋅L−1C_A=\dfrac{n_A}{V_A}=\boxed{1{,}12\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}}.

3. Idée : le comprimé entier est dans les 250,0 mL250{,}0\ \text{mL} de la fiole, pas dans les 10,0 mL10{,}0\ \text{mL} dosés. n=CA×0,250=2,80×10−3 moln=C_A\times0{,}250=2{,}80\times10^{-3}\ \text{mol} et M=6×12+8×1+6×16=176 g⋅mol−1M=6\times12+8\times1+6\times16=176\ \text{g·mol}^{-1} :

m=n M=2,80×10−3×176=493 mgm=n\,M=2{,}80\times10^{-3}\times176=\boxed{493\ \text{mg}}

L'indication « Vitamine C 500 » signifie qu'un comprimé contient 500 mg500\ \text{mg} d'acide ascorbique (masse de substance active). Écart relatif : 500−493500≈1,4 %\dfrac{500-493}{500}\approx1{,}4\ \%, compatible avec la précision de la mesure.

4. 493650×100≈76 %\dfrac{493}{650}\times100\approx\boxed{76\ \%}. Les 157 mg157\ \text{mg} restants sont des excipients (liant, arôme…) qui ne réagissent pas avec la soude : « 500 » n'est pas la masse du comprimé.

5. Toute la fiole contient 2,80×10−3 mol2{,}80\times10^{-3}\ \text{mol} d'acide : il faudrait 2,80×10−31,00×10−2=280 mL\dfrac{2{,}80\times10^{-3}}{1{,}00\times10^{-2}}=280\ \text{mL} de soude, plus de onze burettes. Le prélèvement ramène VBEV_{BE} dans la graduation de la burette (11,2 mL11{,}2\ \text{mL}) ; le rapport 250,010,0=25\dfrac{250{,}0}{10{,}0}=25 permet ensuite de remonter au comprimé.

2 Drill AB-K.2 — acidité d'une huile d'olive : pourcentage massique, seuils d'une norme et volume limite
Entraînement 02 / 03

Drill AB-K.2 — acidité d'une huile d'olive : pourcentage massique, seuils d'une norme et volume limite

5 questionsCorrigé masqué

L'acidité d'une huile d'olive est la masse d'acides gras libres, comptés comme acide oléique C17H33COOH\text{C}_{17}\text{H}_{33}\text{COOH}, contenue dans 100 g100\ \text{g} d'huile ; elle s'exprime en pourcentage. On admet la classification suivante : acidité inférieure ou égale à 0,8 % : huile vierge extra ; de 0,8 % à 2,0 % : huile vierge ; au-delà de 2,0 % : l'huile ne peut pas être vendue comme huile vierge.

Pour chaque huile, on dissout une masse m=10,0 gm=10{,}0\ \text{g} d'huile dans un solvant adéquat (mélange éthanol–éther), puis on dose toute la solution obtenue par une solution d'hydroxyde de potassium KOH\text{KOH} (base forte) de concentration CB=2,0×10−2 mol⋅L−1C_B=2{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}, en présence de phénolphtaléine. On admet que seuls les acides gras libres réagissent et que la réaction est totale. Masses molaires atomiques en g⋅mol−1\text{g·mol}^{-1} : C=12\text{C}=12 ; H=1\text{H}=1 ; O=16\text{O}=16.

Huile(H1)(H_1) : fraîchement pressée(H2)(H_2) : conservée deux ans à la lumière
VBEV_{BE} (mL)5,021,3
  1. Écrire l'équation de la réaction du dosage (on notera l'acide oléique RCOOH\text{RCOOH}) et calculer la masse molaire de l'acide oléique.
  2. Montrer que l'acidité AA d'une huile, en %, est liée au volume à l'équivalence exprimé en mL par A=0,0564 VBEA=0{,}0564\,V_{BE}.
  3. Calculer l'acidité de chaque huile et la classer.
  4. Un contrôleur veut conclure sans calcul : déterminer le volume VℓV_\ell au-delà duquel une huile n'est plus « vierge extra ».
  5. Le contrôleur ne dispose que d'une burette de 25 mL25\ \text{mL}. Peut-il, avec le même protocole, décider si une huile est encore « vierge » ? Proposer une modification du protocole.
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. RCOOH+OH−⟶RCOO−+H2O\text{RCOOH}+\text{OH}^-\longrightarrow\text{RCOO}^-+\text{H}_2\text{O}. L'acide oléique a pour formule brute C18H34O2\text{C}_{18}\text{H}_{34}\text{O}_2 :

M=18×12+34×1+2×16=282 g⋅mol−1M=18\times12+34\times1+2\times16=\boxed{282\ \text{g·mol}^{-1}}

2. Idée : tout l'échantillon est dosé, il n'y a pas de facteur de prélèvement. À l'équivalence, n=CBVBEn=C_BV_{BE} ; la masse d'acide est CBVBEMC_BV_{BE}M et

A=CBVBE Mm×100A=\dfrac{C_BV_{BE}\,M}{m}\times100

Avec VBEV_{BE} en mL, CBVBE=2,0×10−5 VBEC_BV_{BE}=2{,}0\times10^{-5}\,V_{BE} mol, donc :

A=2,0×10−5×282×10010,0 VBEA=\dfrac{2{,}0\times10^{-5}\times282\times100}{10{,}0}\,V_{BE}
A=0,0564 VBEA=0{,}0564\,V_{BE}

3. (H1)(H_1) : A1=0,0564×5,0≈0,28 %≤0,8 %A_1=0{,}0564\times5{,}0\approx\boxed{0{,}28\ \%}\le0{,}8\ \%, huile vierge extra. (H2)(H_2) : A2=0,0564×21,3≈1,20 %A_2=0{,}0564\times21{,}3\approx\boxed{1{,}20\ \%}, comprise entre 0,8 % et 2,0 % : huile vierge, qui a perdu la mention « extra » en se dégradant pendant sa conservation.

4. A≤0,8A\le0{,}8 équivaut à VBE≤0,80,0564V_{BE}\le\dfrac{0{,}8}{0{,}0564}, soit Vℓ≈14,2 mL\boxed{V_\ell\approx14{,}2\ \text{mL}} : au-delà de ce volume de potasse, l'huile n'est plus vierge extra.

5. Le seuil de 2,0 % correspond à VBE=2,00,0564≈35,5 mL>25 mLV_{BE}=\dfrac{2{,}0}{0{,}0564}\approx35{,}5\ \text{mL}>25\ \text{mL} : avec ce protocole, une huile proche du seuil ne peut pas être dosée avec une seule burette. On peut prendre m=5,0 gm=5{,}0\ \text{g} d'huile, ou une solution de potasse deux fois plus concentrée : le volume limite devient 17,7 mL17{,}7\ \text{mL}.

3 Drill AB-K.3 — un acide carboxylique inconnu identifié par le dosage : M=14n+32M=14n+32
Entraînement 03 / 03

Drill AB-K.3 — un acide carboxylique inconnu identifié par le dosage : M=14n+32M=14n+32

5 questionsCorrigé masqué

Un flacon contient un monoacide carboxylique aliphatique saturé (A)(A) pur, de formule brute CnH2nO2\text{C}_n\text{H}_{2n}\text{O}_2 et à chaîne carbonée linéaire. On dissout une masse m=1,32 gm=1{,}32\ \text{g} de (A)(A) dans l'eau distillée, dans une fiole jaugée de 500,0 mL500{,}0\ \text{mL} : on obtient la solution (S)(S). On dose VA=20,0 mLV_A=20{,}0\ \text{mL} de (S)(S) par une solution d'hydroxyde de sodium (base forte) de concentration CB=5,0×10−2 mol⋅L−1C_B=5{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}, en présence de phénolphtaléine : l'équivalence est obtenue pour VBE=12,0 mLV_{BE}=12{,}0\ \text{mL}. Masses molaires atomiques en g⋅mol−1\text{g·mol}^{-1} : C=12\text{C}=12 ; H=1\text{H}=1 ; O=16\text{O}=16.

  1. Écrire l'équation de la réaction du dosage, en notant l'acide RCOOH\text{RCOOH}.
  2. Déterminer la concentration CAC_A de (S)(S), puis la quantité de matière de (A)(A) dissoute.
  3. Montrer que la masse molaire de (A)(A) vaut M=88 g⋅mol−1M=88\ \text{g·mol}^{-1}.
  4. Exprimer MM en fonction de nn ; en déduire la formule brute de (A)(A).
  5. Écrire les formules semi-développées des acides carboxyliques ayant cette formule brute et les nommer. Identifier (A)(A).
Voir la correction commentéeAprès avoir posé votre démarche

1. RCOOH+OH−⟶RCOO−+H2O\text{RCOOH}+\text{OH}^-\longrightarrow\text{RCOO}^-+\text{H}_2\text{O}.

2. À l'équivalence, CAVA=CBVBEC_AV_A=C_BV_{BE} :

CA=5,0×10−2×12,020,0=3,0×10−2 mol⋅L−1C_A=\dfrac{5{,}0\times10^{-2}\times12{,}0}{20{,}0}=\boxed{3{,}0\times10^{-2}\ \text{mol·L}^{-1}}

Dans la fiole, nA=CA×0,500=1,5×10−2 moln_A=C_A\times0{,}500=\boxed{1{,}5\times10^{-2}\ \text{mol}}.

3. Idée : la masse dissoute et la quantité de matière de toute la fiole donnent MM. M=mnA=1,321,5×10−2=88 g⋅mol−1M=\dfrac{m}{n_A}=\dfrac{1{,}32}{1{,}5\times10^{-2}}=\boxed{88\ \text{g·mol}^{-1}}.

4. M=12n+2n×1+2×16=14n+32M=12n+2n\times1+2\times16=14n+32. Donc 14n+32=8814n+32=88, n=4n=4 : formule brute C4H8O2\boxed{\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2}.

5. Idée : le groupe carboxyle est en bout de chaîne ; il reste trois atomes de carbone, en chaîne linéaire ou ramifiée. CH3−CH2−CH2−COOH\text{CH}_3{-}\text{CH}_2{-}\text{CH}_2{-}\text{COOH} : acide butanoïque ; CH3−CH(CH3)−COOH\text{CH}_3{-}\text{CH}(\text{CH}_3){-}\text{COOH} : acide 2-méthylpropanoïque. La chaîne de (A)(A) étant linéaire, (A)(A) est l'acide butanoïque.

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