Dosage de l'éthanol dans le vin

[MasterCobra]

Je fais un laboratoire sur le dosage de l'éthanol dans le vin par titrage d'oxydoréduction au dichromate de potassium. La première étape consiste à distiller le vin afin de ne recueillir que l'éthanol du vin. Par contre, avant de distillation, le protocole exige que nous neutralisons le vin avec une solution de NaOH, afin de ramener le pH du vin autour de 7 (le pH original était de 3-4). Quelle est l'utilité chimique de cette étape?

Parce que le titrage par le dichromate doit se passer en milieu acide. Avant de titrer, nous ajoutons de l'acide sulfurique dans notre éthanol pour permettre au dichromate d'oxyder l'éthanol. Je pose cette question aussi bien pour mon intérêt personnel que pour celui de mon enseignant, qui ne peut pas me répondre!

Alors, en résumer, pourquoi "basifier" notre vin, pour ensuite "acidifier" notre éthanol pour permettre la réaction du titrage.

Peut-être que ça peut aider: réaction d'oxydation de l'éthanol par le dichromate

3 CH3CH2OH + 2 Cr2O7(2-) + 16 H(+) => 3 CH3COOH + 4 Cr3(+) + 11 H2O

Merci,
Julien
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[moco]

C'est pourtant bien simple. Imagine que ton vin ait légèrement fermenté, et qu'il contienne donc un peu d'acide acétique. Si tu le distilles tel quel, l'alcool va distiller, mais l'acide acétique aussi, car tous les deux sont des substances volatiles. Par contre, si tu traites ton vin par la soude, elle va neutraliser l'acide acétique, qui sera transformé en acétate de sodium, lequel n'est pas volatil. Et la distillation permettra à l'alcool de se séparer du vin, et d'être seul à être ainsi séparé.
Plus tard, tu récupèreras un distillat qui contient de l'eau et de l'alcool, certes, mais qui ne contient ni acide ni base ni soude. Tu pourras titrer cet alcool au dichromate. Mais il faudra y rajouter de l'acide.

[MasterCobra]

Merci beaucoup de cette précision! Mais je vois mal comment.
Premièrement, l'éthanol boue à 80oC, l'eau à 100oC et l'acide acétique à 117oC. Alors, en distillant le vin, les composés devraient se séparés normalement, non? Ce n'est pas le but d'une distillation, de séparer les composantes d'une mélange liquide?

Oui je suis conscient que la distillation est une des techniques les moins précises en laboratoire et que l'eau et l'éthanol bouillent à des températures similaires, est ce que j'en déduis que, parce que l'éthanol et l'acide acétique ont des structures moléculaires semblables, ils pourraient "s'accrocher" et passer dans le compensateur en même temps? (C'est très schématique comme explication, mais efficace, je trouve)

Le protocole disait de distiller jusqu'à ce que la température des vapeurs atteignent 100oC, mais nous aurions du continuer de distiller pendant quelque temps encore, non? Le temps de laisser la totalité de l'éthanol de se dissocier?
La preuve est que, au final, notre concentration d'éthanol titrée était bien inférieure au pourcentage d'alcool présent dans le vin...

Bref, une belle analyse des résultats s'annoncent!

Merci de répondre à mes questions,
Julien

[FC05]

Pour l'acide acétique qui a une température d'ébullition de 117°C, tu ne t'es jamais demandé pourquoi ça sentait le vinaigre à température ambiante ?


Mes élèves ont toujours eu des résultats assez mauvais avec ce TP ... moi aussi d'ailleurs. Donc je ne le fait plus. En plus il utilise du Cr(VI) qui est classé CMR, ça fait une raison de plus.
Ceci dit un TP qui ne fonctionne pas c'est quand même intéressant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[MasterCobra]

Merci beaucoup des réponses! Ça m'aide beaucoup.

Une dernière question avant de clore ce rapport de laboratoire de mes deux! Lors de la distillation, est-il vraiment primordial de récupérer que de l'éthanol?

Imaginons deux scénarios:

1) Je récupère que de l'éthanol (aucune eau) , mais pas la totalité de l'éthanol présent dans mon ballon
2) Je récupère tout l'éthanol, mais une grande quantité d'eau aussi

Quel serait le meilleur scénario possible? Parce que après, nous diluons notre éthanol recueillie assez brutalement merci, de l'ordre de 1 ml de distillat dans 100 ml d'eau.

Alors une autre question intéressante: pourquoi distiller notre vin en premier lieu? Si l'indicateur dichromate permet de titrer l'éthanol, la présence d'autre substances ne devrait pas interferrer?

J'espère ne pas trop être fatiguant,
Merci,
Julien

[ZuIIchI]

Dans le vin il n'y a pas que de l'eau et de l'éthanol ! Il pourrait très bien y avoir d'autres matières oxydables, non ? Donc les ions dichromate vont réagir avec EtOH, certes, mais aussi avec d'autres espèces si bien que le dosage sera faussé. Attention, le dichromate, bien que coloré, n'est pas un indicateur comme tu l'écris ! Il est le titrant.

Pour ce qui est des 2 scénarios que tu proposes, le meilleur est clairement le 2 ! Tu veux doser l'éthanol présent alors il faut bien tout récupérer sinon le titre de ton vin (déterminé par le titrage) sera plus faible que réellement ! Qu'il y ait de l'eau ou pas peu importe vu que l'eau ne gène en rien le dosage. Au contraire, comme les réactifs sont dilués il y a moins de risques.

[jeanne08]

- pour la distillation du vin j'approuve la réponse de ZuIIchI
- il y a d'autres causes qui font que ce TP peut donner des résultats trop faibles : d'après ce que je comprends on dose directement l'éthanol par le dichromate .... mais la réaction n'est pas rapide, le dosage peut donc etre faussé. Je me rappelle d'un TP qui donnait des résultats très satisfaisants : on oxyde l'ethanol par un excès de dichromate en chauffant légèrement et en laissant le temps ... puis on dose l'excès de dichromate par des ions FeII.

[moco]

Il y a encore une chose que Master Cobra semble ignorer. C'est le fait que l'eau ne bout pas toujours à 100°C, comme il le croit. L'eau ne bout à 100°C que quand la pression extérieure est de 1 atmosphère. Si la pression est plus basse, elle bout à beaucoup plus basse température. Elle peut même bouillir à 20°C si la pression est 40 fois plus basse que la pression atmosphérique.
Et par pression atmosphérique, il faut entendre la pression partielle de l'eau, donc la partie de la pression extérieure qui est due aux molécules d'eau.
Or s'il y a deux liquides susceptibles de bouillir presque à la même température, comme l'alcool et l'eau, les pressions partielles d'alcool et d'eau s'ajoutent. Donc ils bouilliront à une température bien plus basse que 100°C, de façon que leurs pressions partielles s'ajoutent pour atteindre 1 atmosphère.

[MasterCobra]

Merci beaucoup de vos réponses! Je hais les laboratoires où le protocole est flou et où il y a des étapes "anodines" que personne peut expliquer...
En fait, on laissait la réaction se produire pendant un bon 20 minutes, mais je peux ajouter comme amélioration de chauffer légèrement la solution. Par contre, en quoi le chauffage de la solution accélère la réaction? La réponse est surement niaiseuse: les molécules sont plus excitées en présence de chaleur?

Merci moco de cette explication, ça va donner du corps à mon analyse. Des points que les autres équipes n'auront pas, parce qu'elles ne sont pas poser autont de question sur un laboratoire qui semblait "facile" de compréhension.

UNE dernière question, je le promet! L'excès de dichromate est doser par une solution de sulfate ferreux (fe2+). Le sulfate ferreux utilisé dans cette expérience est le sel de Mohr. Une molécule assez complexe merci. ( (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O). Pourquoi ne pas utilisé un simple FeSO4? La réponse que je semble trouvé est que le sel de Mohr est moins oxydable par l'air, et donc, stable plus longtemps. Est-ce exact?

Merci beaucoup!
Julien

P.S: Ce forum est génial, je viens de le découvrir... je dis merci à ceux qui répondent aux questions et je vais commencer à faire de même!

[ZuIIchI]

C'est juste. La source privilégiée d'ions ferreux est le sel de Mohr. Ils s'oxydent moins vite en ions ferriques et donc le titre est plus stable.

Pour ce qui est du chauffage, il excite les molécule (énergie cinétique augmentée) et donc elles entreront en contact plus vite avec les molécules réactives. (Cf. notion de chocs efficaces)