Exercice 1 - Analyse quantitative par spectrophot… · Bac Physique-Chimie Métropole 2022 (sujet 1)

EXERCICE I – LE COLORANT E127

Le colorant E127, de couleur rouge, est utilisé pour teinter certains aliments comme les cerises confites. Il est également présent dans des médicaments comme les révélateurs de plaque dentaire. C'est un composé ionique, de formule brute $\mathrm{Na_2C_{20}H_6I_4O_5}$ noté plus simplement $\mathrm{Na_2Ery}$, présent en solution sous la forme d'ions $\mathrm{Na^+}$ et $\mathrm{Ery^{2-}}$. Les ions $\mathrm{Ery^{2-}}$ constituent l'une des trois formes acide-base de l'érythrosine.

Les objectifs de l'exercice sont d'étudier le dosage de ce colorant dans un révélateur de plaque dentaire, la synthèse de la forme la plus acide, notée $\mathrm{H_2Ery}$, de l'érythrosine et la cinétique de la décoloration de celle-ci par l'eau de Javel.

Données:

Écriture simplifiée et formule topologique des différentes formes acide-base associées à l'érythrosine:

Valeurs de $\mathrm{p}K_\text{A}$ à $25\ ^\circ\text{C}$ des couples acide-base associés à l'érythrosine: $\mathrm{H_2Ery} / \mathrm{HEry^-}$: $\mathrm{p}K_\text{A1} = 2{,}4$;

$\mathrm{HEry^-} / \mathrm{Ery^{2-}}$: $\mathrm{p}K_\text{A2} = 3{,}8$.

Valeurs de masses molaires de quelques espèces: Nom · Colorant E127 · Forme la plus acide de l'érythrosine · Forme la plus acide de la fluorescéine · Diiode

Écriture simplifiée ou formule brute · $\mathrm{Na_2Ery}$ · $\mathrm{H_2Ery}$ · $\mathrm{H_2Flu}$ · $\mathrm{I_2}$

Masse molaire ($\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$) · 880 · 836 · 332 · 254

Dosage spectrophotométrique par étalonnage:

Afin de vérifier l'indication selon laquelle le révélateur de plaque dentaire est une solution hydroalcoolique contenant le colorant E127 à 2 % en masse, on réalise les expériences décrites ci-dessous.

Préparation de la solution à doser: on introduit $0{,}5\text{ mL}$ de révélateur de plaque dentaire dans une fiole jaugée de $2{,}0\text{ L}$ que l'on complète avec de l'eau distillée: on obtient la solution S.

Mesure: on mesure l'absorbance de chacune des six solutions étalons (figure 1). On mesure l'absorbance de la solution S à la même longueur d'onde; on obtient $A = 0{,}48$.

Q4. Après avoir montré que la concentration du colorant E127 apporté dans le révélateur de plaque dentaire est égale à $2{,}2\cdot 10^{-2}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$, déterminer la valeur du titre massique en colorant E127 du révélateur de plaque dentaire analysé. Commenter.

a)

b)

c)

d)