L'acide citrique conduit à trois équilibres chimiques.

[Tuture1999]

Bonjour,

Nous avons fait un laboratoire en classe sur le dosage pH-métrique de l'acide citrique ( C6H8O7) contenu dans un jus de citron. (Par une solution de NaOH de 0,1M)
Comme l'acide citrique est un triacide, sa mise en solution conduit à trois équilibres chimiques.
Le prof nous demande donc de donner les équations ioniques associées à ces trois équilibres.
Et je n'aboutis à rien!
Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider?

Merci,
Tuture1999
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[moco]

Tu peux écrire simplement ceci, sans les ions :
1ère neutralisation : C₆H₈O₇ + NaOH --> NaC₆H₇O₇ + H₂O
2ème neutralisation : NaC₆H₇O₇ + NaOH --> Na₂C₆H₆O₇ + H₂O
3ème neutralisation : Na₂C₆H₆O₇ + NaOH --> Na₃C₆H₅O7 + H₂O

Ou tu peux écrire la même chose, mais avec les ions. Cela donnerait :
1°) C₆H₈O₇ + OH^- --> C₆H₇O₇^- + HO
2°) C₆H₇O₇ + OH^- --> C₆H₆O₇^2- + HO
3°) C₆H₆O₇ + OH^- --> C₆H₅O₇^3- + HO

[moco]

Humm ! J'aurais dû me relire.
J'ai oublié les coefficients 2 dans les trois dernières formules de l'eau que j'ai écrites HO. Il faut bien sûr lire H2O.

[Tuture1999]

Un grand merci Moco pour ta réponse !!
J'avais cherché un peu trop loin...

[A voir en vidéo sur Futura]

[Tuture1999]

Bonjour tout le monde !
Voici le développement que j'ai fait pour calculer la concentration molaire (CA) de l’acide citrique dans le jus de citron :

Point d’équivalence : VE1 ( 9,57 ; 8,75)
Cb = concentration molaire de soude = 0,1M= 0,1mol/L
VE1= volume équivalent de soude versée = 9,57mL= 0,00975L
Va= volume du jus de citron = 10,0 mL= 0,01L
Ca= concentration molaire de l’acide citrique du jus de citron= ?

nNaOH = CNaOH * VE1 = 0,1*0,00975 = 9,75.10-4 mol
nNaOH = nC6H8O7 = 9,75.10-4mol (stoechiométriquement )
CC6H8O7 = nC6H8O7 / VC6H807 = 9,75.10-4 / 0,01 = 9,75.10-2 mol/L
 La concentration molaire de l’acide citrique dans un citron est de 9,75 .10-2 mol/ L, soit si on arrondit 0,1mol/L.

Calculer la masse d’acide citrique contenu dans 100g de jus de citron.
La masse volumique du jus de citron est de 1g/mL donc 100g de jus de citron équivaut à un volume de jus de citron de 100mL
CC6H8O7 = 9,75.10-2 mol/L
MC6H807 = (6 . 12,01)+(8 . 1,01)+(7 . 16) = 192,14 g/mol
m C6H807 = M C6H807 * C C6H807 = 192,14 . 9,75.10-2 = 18,73g/L
 On retrouve donc dans 100g de jus de citron une masse de 1,873 g d’acide citrique.

Or il faut prouver que dans 100g de jus de citron il y a environ 6,08 g d'acide citrique?

Est-ce que quelqu'un pourrait m'aider ?

Merci !!

[moco]

Bonjour,
Qu'est-ce que ces deux valeurs de points d'équivalence, 9.57 et 8.75 ?
Et pourquoi 9.57 se transforme en 9.75 ?
Enfin, il y a une erreur de principe quand tu écris n(NaOH) = n(C6H8O7) ! L'acide citrique est un triacide. Donc n(c6H8O7) = 3 n(NaOH) !

[Tuture1999]

Oui Moco,

je me suis rendu compte de mes erreurs !
En fait le 8,75, c'est la valeur du pH au point d'équivalence...
J'ai refait tout mon développement:

10. Calculer la concentration molaire (CA) de l’acide citrique dans le jus de citron :
Point d’équivalence : VE1 ( 9,57 ; 8,75)
CB = concentration molaire de soude = 0,1M= 0,1mol/L
VE1= volume équivalent de soude versée = 9,57mL= 0,00957L
VA= volume du jus de citron = 10,0 mL= 0,01L
CA= concentration molaire de l’acide citrique du jus de citron= ?

Remarque : Les valeurs des pKa1, pKa2 et pKa3 étant voisines, les deux premières équivalences ne sont pas visibles lors du titrage de l’acide citrique.

On peut donc écrire comme équation de bilan à la troisième équivalence :
C6H8O7 +3 OH- <=> C6H7O73- + 3H2O

nNaOH = CNaOH * VE1 = 0,1*0,00957 = 9,57.10-4 mol
Stoechiométriquement, on peut noter que
nNaOH = 3 nC6H8O7
Donc : nC6H8O7 = nNaOH/3 = 9,57.10-4mol /3 = 3,19.10-4 mol
Ca = na / Va = 3,19.10-4 / 0,01 = 3,19.10-2 mol/L
Comme le jus de citron a été dilué 10 fois :
Ca = 3,19.10-2 . 10 = 0,319 mol/L
Or l’acide citrique constitue 95% de l’acidité totale présent dans le citron.
Donc CC6H8O7 = Ca . (95/100) = 3,0305.10-1mol/L
 La concentration molaire de l’acide citrique dans un citron est de 3,0305.10-1mol/L.

11. Calculer la masse d’acide citrique contenu dans 100g de jus de citron.
La masse volumique du jus de citron est de 1g/mL donc 100g de jus de citron équivaut à un volume de jus de citron de 100mL
CC6H8O7 = 3,0305.10-1 mol/L
MC6H807 = (6 . 12,01)+(8 . 1,01)+(7 . 16) = 192,14 g/mol
m C6H807 = M C6H807 * C C6H807 = 192,14 . 3,0305.10-1= 58,22g/L
m C6H807 dans 100mL = 58,22 . 0,1 = 5,82 g
On retrouve donc dans 100g de jus de citron 5,82 g d’acide citrique.

Or voilà , dois -je oui ou non prendre en considération le fait que l'acide citrique intervient dans 95 % de l'acidité du citron ou est-ce que ceci n'a aucune importance pour ce dosage?

Merci d'avance

[moco]

C'est difficile de tenir compte de ce facteur de 95%, parce qu'on ne connaît pas la formule des autres acides, et en particulier s'il s'agit aussi de triacides. Ilfaut se rendre que NaOH a servi à deux rôles. Il y a d'abord le NaOH qui a neutralisé l'acide citrique et dont il faut diviser par 3 le nombre de moles pour trouver celui de l'acide citrique. Et il y a aussi d'autres molécules de NaOH qui ont neutralisé le ou les autres acides, dont on ne sait pas s'il faut diviser le nombre de moles par 1, 2 ou par 3 pour trouver celui de l'acide.
Comme il n'y a pas de bonne solution, tu fais comme tu le veux.