Traitement contre les verrues, bac général Polynésie 09 /2023.

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L’objectif de cet exercice est de vérifier la concentration en quantité de matière d’acide trichloroacétique du crayon utilisé pour traiter les verrues.

On souhaite préparer un volume V de valeur égale à 100,0 mL d’une solution S0 d’acide trichloroacétique à 40,0% en masse.
Q1. Calculer la valeur de la masse m d’acide trichloroacétique à peser pour préparer cette solution S0.
Masse volumique r de la solution à 40,0% en masse d’acide trichloroacétique : r = 1,50×103 g·L–1 .
m asse de solution = r V = 1,50 103 x 0,100=150 g.
Masse d'acide trichloroacétique : m= 150 x0,40 =60 g
Q2. Vérifier que la valeur de la concentration en quantité de matière c0 de la solution S0 d’acide trichloroacétique ainsi préparée, est égale à 3,67 mol·L–1.
Masse molaire moléculaire de l’acide trichloroacétique : M = 163,5 g·mol–1.
n = m / M =60 / 163,5=0,367 mol.
c0=n / V = 0,367 /0,100=3,67 mol/ L.
On réalise une dilution au centième de la solution S0. Cette solution diluée est notée S1. Un volume V1 = 20,0 mL de la solution S1 est dosé par une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO-(aq)) de concentration c2 = 5,00×10–2 mol·L–1.
Q3. Annoter le schéma du dispositif utilisé pour le dosage pH-métrique réalisé.

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La courbe représente le suivi pH-métrique du milieu réactionnel.
Q4. À l’aide de la courbe de la figure 1, déterminer le volume Véq de solution d’hydroxyde sodium versé à l’équivalence. Nommer la méthode utilisée.

Véq = 14,8 mL. A l'équivalence la courbe dpH/dV présente un maximum ou méthode des tangentes.
On veut modéliser la transformation chimique observée lors de la réalisation du dosage par l’hydroxyde de sodium en solution. L’acide trichloroacétique sera noté AH, tandis que l’ion trichloroacétate sera noté A.
Q5. Écrire l’équation de la réaction modélisant la transformation observée durant le dosage.
AH aq + HO-aq --> A-aq + H2O(l).
Q6. Déterminer la valeur de la concentration en quantité de matière c1 de la solution diluée d’acide trichloroacétique S1.
Véq c2 = c1 V1 ;
c1 =Véq c2 /V1=14,8 x5,00 10-2 / 20,0=0,037 mol / L.
Q7. En déduire la valeur de la concentration en quantité de matière c0exp de la solution aqueuse d’acide trichloroacétique S0.
c0exp = 100 c1 = 3,7 mol/L.
On note u(c0exp) l’incertitude-type sur la valeur de la concentration c0exp de la solution S0. Une simulation via l’exécution d’un programme Python donne la valeur de
u(c0exp) égale à 4×10-2 mol·L–1.
Q8. Vérifier la compatibilité de la valeur de c0exp trouvée à l’issu du dosage à celle de la valeur de référence c0 de la question Q2.
|c0-
c0exp | /u(c0exp) =(3,7-3,67) / 0,04=0,75 < 2. Donc accord entre les valeurs.
Pour mettre en place un contrôle-qualité rapide et plus systématique, on souhaite remplacer l’usage du pH-mètre dans le dosage par l’emploi d’un simple indicateur coloré acido-basique.
Q9. Choisir l’indicateur coloré le plus pertinent pour le dosage de l’acide trichloroacétique parmi le choix proposé. Justifier la réponse.
La zone de virage de l'indicateur coloré doit contenir le pH du point équivalent soit 6,5. Le rouge de phénol convient.


  
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