L'étiquette d'un vinaigre du commerce, qui sera considéré comme une solution aqueuse d'acide éthanoïque, indique 8°. Le degré d'acidité exprime la masse, en gramme, d'acide éthanoïque pur CH3CO2H dans 100 g de vinaigre. On se propose de déterminer au cours d'une séance de travaux pratiques, la concentration C en acide éthanoïque de ce vinaigre. La température de la salle est de 25°C. On dispose : - d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration Cb = 0,1 mol/L - de fioles jaugées de 50 mL, 100mL, 200mL et 500mL avec bouchons - de pipettes jaugées de 1mL, 2mL, 5mL,10mL, 20mL et de poires - des indicateurs colorés suivants - d'une burette graduée de 25 mL - d'éprouvettes graduées de 10 mL, 20mL et 50mL - de béchers de 100 mL - d'une pipette simple - d'un dispositif d'agitation magnétique - d'un pH-mètre et de solutions étalon - d'eau distillée. Indicateurs colorés : hélianthine : 3,2 - 4,4 ; Rouge de méthyle : 4,4 - 6,2 ; BBT : 6,0 - 7,6 ; Phénolphtaléïne : 8,2 - 9,8 Données : - Masse volumique du vinaigre 1,01 g/ml - Masses molaires en g/mol MC= 12 ; MO = 16 ; MH = 1 - Ke = 10-14 (à 25 °C) - pKa (à 25°C) des couples acides bases suivants : Ion triméthylammonium [ CH3)3NH+] / triméthylamine[ (CH3)3N] pKa1 = 9,9 Acide éthanoïque / ion éthanoate pKa2 = 4,8. 1º) Dilution du vinaigre On veut préparer une solution (S) de vinaigre de volume V = 100 mL, de concentration en acide éthanoïque C1 = C/10 a) Quel volume de vinaigre faut-il prélever ? b) Décrire le mode opératoire en précisant le matériel choisi. 2º) Titrage pH-métrique de la solution (S). On prélève un volume Va = 20,0 ml de la solution (S) que l'on dose avec une solution d’hydroxyde de sodium. On mesure le pH en fonction du volume Vb de solution titrante versé. Le point équivalent a pour coordonnées Vbeq = 27,5 mL et pH = 11. a) Dresser la liste du matériel nécessaire pour réaliser le dosage. b) Si le titrage est réalisé sans mesure de pH, quel indicateur choisir ? c) Ecrire l'équation chimique associée à la transformation du système étudié. d) Quelle est la quantité de matière d'ions OH- introduite dans la solution S lors d'un ajout de 20 mL de solution d'hydroxyde de sodium ? Compte tenu de la valeur du pH de la solution S, déterminer la quantité de matière de OH-. Comparer les deux valeurs. 3º) Une utilisation culinaire du vinaigre Le poisson contient souvent de la triméthylamine (CH3)3N, d'odeur désagréable. Lorsqu'on ajoute du vinaigre dans l'eau de cuisson du poisson au court bouillon, il se forme des ions éthanoate et triméthylammonium. Une solution aqueuse d'éthanoate de triméthylammonium est dépourvue d'odeur. a) Ecrire l'équation de la réaction acido-basique entre l'acide éthanoïque et la triméthylamine. b) Le pH du court bouillon étant acide, quelle est la forme du couple CH3)3NH+/ (CH3)3N qui domine ? c) Quel intérêt présente l'ajout de vinaigre à l'eau d'un court bouillon ?