Equation de réaction entre Acide Phosphorique du Coca-Cola et Hydroxyde de Sodium (Soude)

[invitec51c7296]

Bonjour,

Dans le cadre de mon TPE sur le Coca-Cola, je fais l'expérience du dosage par conductimétrie de l'acide phosphorique H3PO4 contenu dans le Coca-Cola avec de la soude (Na+ + OH-).
Je me demande quelle est l'équation de la réaction.

J'hésite entre :
H3PO4 + OH(-) → H2PO4(-) + H2O
H3PO4 + Na(+) + OH(-) → NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O

Et il y a d'autres possibilités car l'acide phosphorique appartient à différents couples acide/base :

H3PO4/H2PO4(-)
H3PO4 + H2O -> H2PO4(-) + H3O(+)

H2PO4(-)/HPO4(2-)
H2PO4(-) + H2O -> HPO4(2-) + H3O(+)

HPO4(2-)/PO4(3-)
HPO4(2-) + H2O -> PO4(3-) + H3O(+)

Or, il y a de l'eau dans le Coca-Cola. Donc je ne sais pas sous quelle forme se trouve l'acide phosphorique...

Je précise que je parle de conductimétrie et non de pH-métrie.

La courbe que j'obtiens est décroissante jusqu'à un volume de 8,2mL de (Na+ + OH-) versés (point d'équivalence) puis la courbe est croissante.
Il y a donc dans la première partie une réaction chimique qui fait baisser la conductivité, puis dans la deuxième partie, comme il n'y a plus d'acide phosphorique, on ne fait qu'ajouter des ions Na+ et OH- donc la conductivité augmente.

Concrètement, je cherche l'équation de la réaction chimique qui a lieu dans la première partie, quand la conductivité diminue.
Et à partir de ce moment, je ne suis pas sur de moi, mais je pense que H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O n'est pas celle qui convient car il faut faire intervenir des ions pour parler de conductimétrie.

Merci d'avance pour votre aide
(j'ai déjà posté ce message dans la section TPE, mais je ne savais pas trop s'il fallait que je le mette dans TPE ou Chimie, si j'ai fait une boulette, ne m'en veuillez pas trop...)
-----

[Duke Alchemist]

Bonsoir.

C'est le dosage d'un triacide (on pourrait discuter la "faiblesse" de la troisième acidité de l'acide phophorique) par une base forte (ici la soude).
Que ce soit par pHmétrie ou conductimétrie, les réactions successives sont les mêmes, à savoir :
1ère acidité :
H₃PO₄ + HO^- -> H₂PO4^- + H₂O

2ème acidité :
H₂PO4^- + HO^- -> HPO4^2- + H₂O

3ème acidité :
HPO4^2- + HO^- -> PO4^3- + H₂O

J'opterais donc pour une courbe de dosage conductimétrique avec deux "cassures" (un peu comme fait référence la fin de ce document). La troisième acidité étant, selon moi, non perceptible... mais je peux me tromper.
C'est plutôt lointain tout ça

Cordialement,
Duke.

[jeanne08]

Le dosage de l'acide phosphorique par la soude se fait comme indiqué par Duka Alchemist et la troisième équivalence n'est pas observable.
La question est un peu plus compliquée car dans une solution diluée d'acide phosphorique il y a déja une partie de l'acide phosphorique qui est dissocié au départ , on a donc dès le départ un mélange de H3PO4 et de H3O+ que l'on dose par la soude et on fait les réactions simultanées : H3O+ + OH- -> H2O et H3PO4 + OH- -> H2PO4- + H2O, cela ne change rien pour le volume équivalent mais la discussion de la variation de conductivité est compliquée !
Quand on a dosé la première acidité, la soude s'attaque à H2PO4- selon la réaction H2PO4- + OH- -> HPO42- + H2O , réaction qui s'acompagne d'un supplément d'ions Na+ et HPO42- ( à la place de HPO4-) ce qui augmente la conductivité .
Après la deuxième équivalence on a en même temps la neutralisation des HPO42- et l'accumulation de soude .
Dans le coca il y a aussi du CO2 dissous qui peut fausser le dosage ( normalement lors de la neutralisation de la deuxième acidité ... ), il est donc impératif de bien dégazer le coca cola pour faire le dosage de l'acide phosphorique .

[invitec51c7296]

Merci beaucoup pour votre aide, j'ai mis du temps, mais j'ai enfin compris ^^

[A voir en vidéo sur Futura]