Exercice 1 - Titrage de l'acide malique · Bac Physique-Chimie Métropole 2 remplacement 2023

EXERCICE 1 - JUSTE UNE IMPRESSION GUSTATIVE ? (9 points)

Il existe plus de 7 000 variétés de pommes à la texture et au goût variés. Lors de leur dégustation, certaines semblent plus acides que d'autres, entraînant une sensation moins sucrée en bouche.

L'objectif de cet exercice est de comparer la teneur en sucre et en acide de jus de plusieurs variétés de pommes, afin de voir s'il existe un lien entre ces deux teneurs et l'impression gustative que ces pommes laissent en bouche.

1. Étude de l'acidité d'un jus de pomme Granny Smith

Une pomme contient différents acides comme l'acide malique, l'acide tartrique et l'acide citrique. L'acide malique étant majoritairement présent, on émet l'hypothèse dans cette première partie qu'il est le seul acide présent dans le jus de pomme étudié.

Données:

formule semi-développée de l'acide malique:

l'acide malique C 4 H 6 O 5 est un diacide que l'on notera H 2 A;

masse molaire de l'acide malique: M (H 2 A) = 134,0 g·mol -1;

valeurs des p K A à 25 °C des couples acide-base associés à l'acide malique: H 2 A(aq) / HA - (aq): p K A1 = 3,5;

HA - (aq) / A 2- (aq): p K A2 = 5,1.

On souhaite déterminer la concentration en masse d'acide malique dans le jus de pomme étudié. Pour cela on réalise un titrage, avec suivi pH-métrique, d'un volume V A = 20,0 mL de ce jus par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration C B = 1,0×10 -1 mol·L -1.

On souhaite déterminer la concentration en masse d'acide malique dans le jus de pomme étudié. Pour cela on réalise un titrage, avec suivi pH-métrique, d'un volume $V_\text{A} = 20{,}0\text{ mL}$ de ce jus par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration $C_\text{B} = 1{,}0 \times 10^{-1}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$.

Q2.

Schématiser et légender le montage permettant de réaliser ce titrage, en indiquant le nom et la position des espèces titrante et titrée.

Q3.

Établir le diagramme de prédominance des différentes formes acide-base associées à l'acide malique.

La courbe obtenue lors du titrage de l'acide malique dans le jus de pomme Granny Smith est donnée en figure 1.

Q4.

Déterminer graphiquement le pH de la solution à la fin du titrage. Identifier alors, parmi les deux équations proposées ci-dessous, la réaction support du titrage:

(1) $\text{H}_2\text{A(aq)} + \text{HO}^-\text{(aq)} \rightarrow \text{HA}^-\text{(aq)} + 2\,\text{H}_2\text{O}(\ell)$

(2) $\text{H}_2\text{A(aq)} + 2\,\text{HO}^-\text{(aq)} \rightarrow \text{A}^{2-}\text{(aq)} + 2\,\text{H}_2\text{O}(\ell)$

1

$\text{H}_2\text{A(aq)} + \text{HO}^-\text{(aq)} \rightarrow \text{HA}^-\text{(aq)} + 2\,\text{H}_2\text{O}(\ell)$

2

$\text{H}_2\text{A(aq)} + 2\,\text{HO}^-\text{(aq)} \rightarrow \text{A}^{2-}\text{(aq)} + 2\,\text{H}_2\text{O}(\ell)$

Q5.

Montrer que la concentration en masse d'acide malique dans le jus de pomme étudié est de $6{,}4\text{ g}\cdot\text{L}^{-1}$. Détailler la démarche et préciser la valeur du volume à l'équivalence $V_\text{E}$ utilisée.