Devoir n°6 bis
Titrage de la vitamine C
1h00
La vitamine C (acide ascorbique – C6H8O6) est extrêmement importante pour l'organisme car elle est impliquée dans de nombreux mécanismes physiologiques. Une des propriétés les plus importantes de la vitamine C est son activité réductrice. Cela lui confère une action antioxydante. En effet, la vitamine C est oxydable en déhydroascorbate (DHA – C6H6O6) ce qui piège les éventuels oxydants ou radicaux dans l'organisme.
Quelques couples oxydant - réducteur
- Couple DHA / vitamine C : C6H6O6 / C6H8O6
- Couple iiode / iodure : I2 / I–
- Couple tétrathionate / thiosulfate : S4O2-
6 / S2O2–
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L'empois d'amidon en présence de diiode a une couleur bleu foncé.
Masse molaire de la vitamine C : $*M*$ = 176 g·mol-1.
La seule espèce responsable de la coloration de la solution est le diiode.
On souhaite vérifier la quantité de vitamine C présente dans un comprimé. Pour cela, on réalise 100,0 mL d’une solution S1 contenant un comprimé de vitamine C.
Étape 1
On réalise ensuite les opérations suivantes :
- prélever 10,0 mL de solution S1 avec une pipette jaugée, verser le prélèvement dans une fiole jaugée de 100 mL, ajuster au trait de jauge, on obtient la solution S2
- prélever 10,0 mL de solution S2 avec une pipette jaugée, verser le prélèvement dans un bécher
- ajouter au prélèvement 10,0 mL d'une solution de diiode de concentration $*c_\mathrm{diiode}*$ = 5,0×10-3 mol·L-1 et un peu d'empois d'amidon.
- laisser réagir cinq minutes
1. Si les indications du fabricant sont correctes, c’est-à-dire qu’un comprimé contient bien 500 mg de vitamine C, montrer que la quantité de matière de vitamine C contenue dans le prélèvement de 10 mL de S2 devrait valoir 28,4 µmol.
2. Déterminer la quantité de matière de diiode introduite.
3.a. Établir l’équation-bilan de la réaction ayant lieu entre la vitamine C et le diiode.
3.b. Lors de cette réaction, quel est le réactif en excès ? Justifier votre réponse.
Étape 2
On dose ensuite le diiode restant dans le mélange après l’étape 1 avec une solution de thiosulfate de sodium de concentration en ion thiosulfate $*c_\mathrm{th}*$ = 5,0×10-3 mol·L-1.
Le volume de thiosulfate de sodium versé à l’équivalence est de $*V_E*$ = 8,6 mL.
4. Montrer que cela signifie que la quantité de matière de diiode encore présente après l’étape 1 est de 21,5 µmol.
5. Déduire des résultats précédents la quantité de matière initiale en vitamine C dans l’échantillon de S2 dosé, puis vérifier si le comprimé contenait bien 500 mg de vitamine C.
Correction
1. Le comprimé est censé contenir 0,5÷176 = 2,84 mmol.
Lors des deux prélèvements successifs, on ne prend que 1/100e de la qdm initiale de vitamine C, soit 28,4 µmol.
2. $*n*$(I2) = 10·10-3 × 5·10-3 = 50 µmol.
3.a. C6H6O6 + 2e– + 2H+ = C6H8O6 et I2 + 2 e– = 2I–
C6H8O6 + I2 ⟶ C6H6O6 + 2H+ + 2I–
3.b. La vitamine C et le diiode réagissant dans des proportions égales, c’est le I2 qui est en excès car sa qdm (50 µmol) est supérieure à celle de la vitamine C (28,4 µmol).
4. Il faut d’abord écrire l’équation-bilan de la réaction de I2 avec S2O2–
3 : I2 + 2S2O2–
3 ⟶ 2I– + S4O2–
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À l’équivalence, on a versé 5·10-3×8,6·10-3 = 43 µmol de thiosulfate.
Chaque mole de I2 réagit avec 2 moles de S2O2–
3, donc la quantité de I2 encore présente est de 43÷2 = 21,5 µmol.
Étant donné qu’il y avait une faute de frappe dans l’énoncé (28,5 µmol au lieu de 21,5), toute réponse cohérente est acceptée.
5. Il y avait initialement 50 µmol de I2, donc 50 - 21,5 = 28,5 µmol ont réagi avec la vitamine C.
Cela signifie qu’il y avait 28,5 µmol de vitamine C initialement.
Cela correspond bien à la quantité attendue si le comprimé contenait bien 500 mg de vitamince C, calculée à la question 1 (28,4 µmol).
Étant donné qu’il y avait une faute de frappe dans l’énoncé (28,5 µmol au lieu de 21,5), toute réponse cohérente est acceptée.