Archive for the 'acide-base' Category

Jan 03 2012

Announcement: Les animations d’@t Home

Il y a de nombreuses années, le web pédagogique francophone, et spécialement en chimie, était encore balbutiant. A cette époque, j’avais réalisé un petit site @t Home pour partager mes trouvailles, mes expériences, et quelques petites réalisations (animations) artisanales.

Tenir un tel site, l’alimenter, le mettre à jour demandant beaucoup de temps et désirant tenter une autre approche j’avais réalisé ce blog (un CMS comme WordPress permet de limiter le temps de maintenance).

Et puis … la lassitude. Un travail important et pas/peu de retour, un partage assez univoque. D’autres centres d’intérêt, une fin de carrière professionnelle imminente …

Et toujours des demandes de téléchargement pour mes animations Flash. J’ai donc rassemblé ces animations sur cette page. Téléchargez-les … et laissez-moi un petit commentaire. Merci.

Et n’oubliez pas le petit commentaire 😉

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Juin 13 2008

[labo] Dosage de l’aspirine (pH-métrie)

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print.gifDans un billet précédent nous avons dosé l’acide acétylsalicylique dans un cachet d’aspirine 500 mg. La technique utilisée, le dosage volumétrique par NaOH en présence d’un indicateur (la phénolphtaléine) donne des résultats satisfaisants.

Comme nous avions auparavant utilisé le dosage pH-métrique (acide phosphorique dans une boisson au cola) un groupe d’élèves a désiré tester cette technique sur l’aspirine … et ça marche.

La détermination de l’équivalence à partir du point d’inflexion donne ici aussi des résultats corrects (voir résultats ) et un élève un peu plus curieux me fit remarquer que le pH à la demi-équivalence ne correspond pas au pKa de l’acide acétylsalicylique (pKa=3,5). Bizarre, non ? Avez-vous une explication 😉 ?

cliquez pour zoomer


La manipulation

  • Préparer une solution de NaOH 0,1 mol.L-1 ;
  • Remplir la burette avec la solution de NaOH ;
  • Dissoudre un cachet d’aspirine 500 mg (non effervescente, non vitaminée) dans un erlenmeyer avec 30 mL de méthanol ;
  • Ajouter mL par mL le NaOH et mesurer le pH à chaque ajout (30-35 mL de NaOH au total) ;
  • Tracer le graphique pH=fct(VNaOH) ;
  • Calculer la masse de NaOH présente dans un cachet et comparer avec la valeur annoncée.



Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre.
. Hydroxyde de sodium corrosif



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Mai 22 2008

[labo] Dosage de l’aspirine (titrage volumétrique)

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print.gifSur le site de la Bibliothèque InterUniversitaire de médecine BIUM vous pouvez consulter des ouvrages anciens numérisés. Pour certains il est conseillé de causer l’ancien français ou même le latin, pour d’autres le français actuel suffit. C’est le cas d’une brochure sur l’aspirine publiée en 1900 par les laboratoires Bayer … intéressant de faire découvrir aux élèves ce que l’on disait il y a plus d’un siècle de cette « glorieuse » molécule (moi-même j’ai découvert qu’à cette époque les propriétés au niveau cardiaque de l’acide acétylsalicylique étaient déjà connues).

J’en profite donc pour vous proposer le dosage de l’acide acétylsalicylique dans un comprimé d’aspirine. « Le commerçant nous dit-il la vérité ? » est un challenge qu’apprécient encore mes élèves (« et si c’est faux, on pourra intenter un procès ? » :roll: ) … (si c’était encore de mon âge, j’ajouterais lol ou mdr 😳 ).

Revenons aux choses sérieuses. L’aspirine se présente sous diverses formes galéniques. Celle que j’ai retenu est l’aspirine « simple » 500mg … juste de l’acide acétylsalicylique et un excipient inerte (Excipients : amidon de maïs, cellulose poudre). L’aspirine effervescente contient d’autres composés (Excipients : bicarbonate de sodium, acide citrique, citrate monosodique anhydre, sodium carbonate anhydre, aspartam, povidone, orange arôme, sodium : 16,9 mmol ou. ) aux propriétés acide-base qui risqueraient de perturber notre titrage.

L’acide acétylsalicylique n’est guère polaire et sa solubilité dans l’eau est limitée (< 1 g/L). On utilisera pour ce titrage le méthanol comme solvant. Le titrant sera une solution d'hydroxyde de sodium et l'indicateur la phénolphtaléine. Pour en savoir plus et découvrir les détails de la manip téléchargez la fiche labo.

Je reproduis ci-dessous deux pages de la brochure Bayer (merci au responsable du site de la BIUM pour son aimable autorisation et je vous incite vivement à visiter cette bibliothèque numérique)

aspirine-bayer-p1-s.jpg aspirine-bayer-p2-s.jpg



Les détails de la manip : téléchargez la fiche labo.



Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre.
. Hydroxyde de sodium corrosif

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Avr 19 2008

[labo] Dosage d’un polyacide (acide phosphorique dans une boisson au cola)

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mode opératoire et résultats (pdf)Les boissons au cola (comme le Coca Cola inventé en 1896 par un pharmacien nommé Pemberton qui lui donna le nom de French Wine 😆 Cola ) font partie de l’alimentation de bon nombre de gens et de jeunes en particulier. Savoir ce que l’on mange ou boit, c’est d’abord lire l’étiquette. Que nous dit-elle ? En est-il de même pour toutes les boissons au cola (comparons) ? A titre d’exemple, l’étiquette d’un coca « normal »

coke-h3po4.jpg

Ingrédients : eau gazéifiée, sucre, colorant E150 (Le spectre UV-VIS du Pepsi-Cola à l’Université West Indies, Jamaïque)., acidifiant E338 (food additives), arômes naturels, caféine (concentration dans différentes boisson)

Outre la présence d’une quantité de sucre non négligeable (apport excédentaire de calories), on constate la présence de colorant (lequel ?), de caféine et d’un acidifiant. Ce dernier est de l’acide phosphorique dont la nocivité pour les jeunes en période de croissance a été prouvée.


Nous nous proposons de doser cet acide et de vérifier si sa teneur n’excède pas les valeurs autorisées (0,7 g/L).

Le mode opératoire




molécule d’acide citrique
(applet JMol, affichage 3D)

L’acide phosphorique H3PO4 possède trois hydrogènes acides (Il s’agit d’un polyacide). Ceux-ci vont être successivement neutralisés par une base forte NaOH. On repère le point équivalent à partir du graphique de l’évolution du pH mesuré au pH-mètre en fonction de l’ajout de la base. La neutralisation va se faire en trois étapes successives qui ne seront pas toutes aussi aisément discernables (c’est l’occasion de tester CurTiPot, logiciel très puissant de simulation de courbes de neutralisation 😉 ).

Notons également que la boisson contient au moins (coca diet, zero, pepsi, … contiennent aussi de l’acide citrique conformément à la recette originale du bon Mr Pemberton) un autre acide (l’acide carbonique H2CO3) utilisé pour la gazéification. Celui-ci devrait être préalablement être éliminé pour ne pas interférer avec les mesures. C’est le rôle de l’agitation et du chauffage à reflux préliminaires.

La neutralisation proprement dite se fait par NaOH 0,05 mol.L-1. On ajoute progressivement l’hydroxyde de sodium mL par mL (ou mieux 0,5 mL par 0,5 mL pour plus de précision). A chaque ajout on relève le pH avec un pH-mètre. Les résultats obtenus nous permettront de tracer courbe de neutralisation du polyacide.

Les pKa étant assez différents, on devrait observer théoriquement 3 sauts de pH (le dernier est cependant très peu discernable). On utilise le premier pour évaluer le volume de NaOH utilisé pour obtenir la première neutralisation et calculer la concentration molaire de l’acide phosphorique à partir de la formule CH3PO4.VH3PO4=CNaOH.VNaOH ( ❓ utiliserait-on la même formule si on utilisait la deuxième équivalence ?). Il est à noter que la présence d’acide carbonique et d’acide citrique modifie la courbe de neutralisation mais uniquement après le premier saut de pH qui reste donc, dans tous les cas, exploitable (voir document pdf)

On calcule ensuite la concentration massique de l’acide phosphorique et on compare les résultats obtenus pour les échantillons analysés à la valeur maximum d’acide phosphorique fixée par la loi (0,7 g/l). Le graphique ci-dessous reprend les résultats expérimentaux (attention décarbonatation faible) et une courbe théorique (simulée avec CurTiPot) basée sur les données de composition d’une boisson au cola trouvées ici.

dosage pH-métrique boissons au cola



Téléchargez la fiche labo coca.pdf
Ce document reprend le mode opératoire détaillé ainsi que les résultats obtenus dans des conditions « réelles » (étudiants du secondaire, matériel légèrement amorti 😉 , boissons peu décarbonatées faute de temps




Attention, une manipulation de laboratoire ne peut se faire qu’en connaissance complète des risques encourus et des précautions à prendre.
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Nov 04 2007

Labo : Dosage pH-métrique de l’acide citrique (détartrant)

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Le corrigé format pdf a été modifié/mis à jour le 01/10/2008.

le corrigé au format pdfL’étude des courbes pH-métriques de neutralisation de polyacides (acides polyprotiques) peut s’appuyer sur quelques cas concrets : par exemple l’acide phosphorique H3PO4 dans une boisson au cola (il faut souligner que l’acide phosphorique n’est pas le seul acide présent dans ces boissons. Il y a évidemment l’acide carbonique qui peut être éliminé par dégazage mais aussi des conservateurs comme l’acide benzoique, et, pour le goût, de l’acide citrique dans le pepsi)…

L’étude proposée ici est celle de l’acide citrique dans un détartrant pour cafetières électriques. Ces produits contiennent divers acides faibles comme l’acide citrique ou l’acide sulfamique seuls ou en mélange. La firme Melitta propose des petits sachets annoncés comme contenant 100% d’acide citrique. Proposons à nos élèves la vérification de cette indication.

ac-citrique-melitta.jpg

Etape n°1 : La consigne est proposée et les élèves doivent rechercher par eux-mêmes une technique et un mode opératoire applicable au laboratoire (pH-mètre disponible ou non, burette de 50mL, solution de NaOH 1mol/L à diluer éventuellement, … ). Une recherche sur le net apportera toutes les indications nécessaires. Cette recherche mettra en évidence le problème posé par les polyacides comme la présence d’un ou plusieurs sauts de pH suivant les valeurs des pKa.

Etape n°2 : Correction individualisée et adaptation des modes opératoires pour les rendre opérationnels.

Etape n°3 : Réalisation du titrage et vérification par calcul de la teneur en acide citrique de la poudre détartrante.

Téléchargez la fiche labo ac-citrique-corrige.pdf 

Quelques liens

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Oct 10 2007

Simulation de courbes pH-métrique … CurTiPot

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Il y a peu je vous parlais de DosA, un logiciel simple pour tracer des courbes pH-métriques pour des réactions acide-base. Un des défauts de ce logiciel est qu’il se limite à quelques (trop peu) acides et bases dont les caractéristiques sont reprises dans sa base de données. 

Voulant m’attaquer aux polyacides tels que l’acide citrique ou l’acide phosphorique , j’ai dû chercher un logiciel de simulation plus puissant et, si possible, gratuit. C’est ainsi que j’ai découvert CurTiPot, un fichier MS-Excel. CurTiPot est l’oeuvre d’un professeur de chimie brésilien, Ivano Gebhardt Rolf Gutz. Et comme il le dit avec humour CurTiPot a été écrit durant les week-ends et les vacances et, parfois, à la plage.

A l’ouverture du fichier, on ne peut s’empêcher de cligner des yeux ou d’envisager une retraite stratégique. Mais avec un peu de volonté on constate que cette apparente « machine à gaz » répond réellement à nos besoins. Tout y est … mono et poly acides/bases (plus de 250 …), pH de mélanges, etc … A découvrir sans tarder.

curtipot.jpg

téléchargement de CurTiPod ici

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Sep 19 2007

Logiciel de simulation de dosage acide-base …

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L’étude de la réaction acide-base passe par l’étude des courbes pH-métriques.

L’occasion de passer au laboratoire et de réaliser expérimentalement une courbe  de neutralisation.

Oui, mais on aimerait faire varier les conditions, modifier un paramètre (acide/base fort ou faible, volume de titré, concentration, …) et le temps n’étant pas extensible il faut trouver une solution rapide … la simulation.

J’utilise un petit logiciel très léger (450 Ko en téléchargement zip), peu exigeant pour l’ordinateur (les vieux PC l’acceptent sans broncher du moment que l’OS soit Windows), gratuit. Il s’agit de DosA.

Il permet

  • de choisir la nature du titrant/titré dans une liste prédéfinie assez réduite (c’est un petit défaut …) ;
  • de définir volume et concentrations ;
  • de tracer la courbe de neutralisation, de calculer la fonction dérivée, de déterminer (ou non) le point équivalent par la méthode des tangentes ;
  • de paramètrer l’affichage (quadrillage, couleurs, affichage ou non des conditions) ;
  • de sauver la courbe au format bmp ou dans le presse-papier pour une insertion aisée dans un traitement de texte …

dosa.gif

Téléchargement de DosA ici

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Sep 01 2007

à propos de vitriol et d’acide sulfurique …

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Enfin ! enfin ! saluons la justice de notre pays, elle devient presque étonnante. En quinze jours, elle a rendu deux arrêts surprenants.
Elle a condamné à un an de prison une jeune furie qui avait ravagé avec du vitriol le visage de sa rivale.
Puis, huit jours plus tard, elle a frappé de la même peine un mari, complaisant d’abord, jaloux ensuite, qui avait logé une balle de revolver dans le ventre de son concurrent heureux. (Maupassant)

Le vitriol, ancien nom de l’acide sulfurique, est apparu ici ou là dans la littérature ou le cinéma comme l’arme ultime de la vengeance des amants trompés après avoir nourri les phantasmes des alchimistes.

Dans Annals of the MBC – vol. 4 – n* 4 – December 1991, on trouve ceci

En quoi le vitriol diffère-t-il de l’acide sulfurique pur ?

L’acide sulfurique pur de formule chimique H2S04 se présente sous la forme d’un liquide incolore, inodore, de consistance sirupeuse. En revanche, le vitriol ou acide sulfurique impur ou Oléum résulte de la dissociation partielle de H2S04en eau et en trioxyde de soufre selon la formule

H2S04 => H20 + SO3

Le trioxyde de soufre (SO3) est un corps chimique particulièrement visqueux et adhérent qui constitue un véritable support gélatineux de l’acide sulfurique.
Au XVIe et XVIIesiècle, il n’existait pas un vitriol, mais plusieurs. En fait, le terme vitriol qualifiait un composé chimique dont la constitution incluait le radical sulfate ou sel d’acide sulfurique. Les vitrioleries préparaient ainsi artisanalement avec des moyens de fortune:

  • le vitriol bleu ou de chypre (sulfate de cuivre)
  • le vitriol vert ou martial (sulfate de fer)
  • le vitriol blanc (sulfate de zinc)
  • l’huile dé vitriol ou vitriol (sulfate d’anhydride associé à l’acide sulfurique).

Au cours du temps, le mot vitriol devint inusité car les progrès technologiques permirent la synthèse d’acide sulfurique pur, l’acide sulfurique impur prenant le nom d’Oléum.
Les oléums sont des liquides denses et visqueux rappelant l’huile colorés en brun qui émettent à température ambiante des fumées blanchâtres et lourdes, d’odeur piquante et pénétrante. En plus de ses propriétés acides, l’acide sulfurique est un agent essentiellement déshydratant.

Pour en savoir plus sur l’acide sulfurique, ses brûlures … c’est ici

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