H.S.2.2.G La composition des liquides: le soda.

Auteur: Daniel GENELLE                              (Optimisé pour Mozilla Firefox.)  

Pour pouvoir lire les mots de vocabulaire cachés (fond jaune), il suffit de passer la souris sur le mot.

I) Mettre en évidence l'eau dans un liquide.
II) Identifier le gaz présent dans les boissons gazeuses.
III) Identifier la présence de glucide dans un soda.
IV) Identifier les colorants contenus dans une boisson.
1) La capillarité.
2) Principe de chromatographie.
V) Dosage de l'acide citrique présent dans le soda.
VI) Exercices.
1) Chromatographie sur couche mince.
2) Dosage de l'acide citrique dans un soda.

I) Mettre en évidence l'eau dans un liquide.

Lorsqu’il s’hydrate, le sulfate de cuivre anhydre devient bleu ce qui permet de détecter la présence d’eau.

Faites l'expérience, il faut mettre dans la coupelle du sulfate de cuivre anhydre, puis ajouter de l'eau. Pour cela, cliquer sur les éléments.

Sulfate de Cu anhydre Eau distillée Vider le récipient

Compléter l'expression suivante.              

En présence d'eau, le sulfate de cuivre anhydre de couleur initialement prend une couleur .

Voir HS22G TP N°1 Que contient un soda : Liquide et gaz ?

II) Identifier le gaz présent dans les boissons acqueuses.

En se troublant, l’eau de chaux met en évidence la présence du dioxyde de carbone que l’on appelle également gaz carbonique de formule CO2.
Ca(OH)2   +   CO2   ⇄   CaCO3   +    H20
En mettant en évidence les ions.
Ca2+   +   2OH-   +   CO2   ⇄   Ca2+   +    CO32-   +   H2O
eau_chaux.jpg

* Schéma réalisé avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.


eau de chaux
Voir HS22G TP N°1 Que contient un soda : Liquide et gaz ?

III) Identifier la présence de glucide dans un soda.

glucose.jpg

* Schéma réalisé avec le logiciel Avogadro qui est un logiciel gratuit que l’on trouve sur internet.

On met en évidence le glucose dans une boisson en utilisant de la liqueur de Fehling. En effet la liqueur de Fehling , initialement bleue, vire au rouge brique en présence de glucose.

Faites l'expérience, il faut mettre dans le tube à essai de la solution de glucose, de la liqueur de Fehling, puis allumer le bec bunzène. Pour cela, cliquer sur les éléments.

Liqueur de Fehling Solution de glucose Vider le tube

IV) Identifier les colorants contenus dans une boisson.

1) La capillarité.

capillarite.jpg

On remarque souvent sur les parties basses des vieux murs des maisons des traces d'humidité qui remontent à partir du sol. Lorsque je pose un papier buvard sur une tache d'encre, je vois la tache s'élargir dans le papier. Lorsque je pose une éponge sur une surface trempée, l'eau est aspirée par l'éponge. C'est le phénomène de capillarité. La capillarité est donc la tendance d'un liquide à être attiré à l'intérieur d'un objet poreux. Défiant les lois de la gravité, l'eau est ainsi capable de remonter dans un mur posé sur un sol humide, à près d'un mètre cinquante de hauteur ! Nous allons utiliser le phénomène de capillarité en chromatographie.

2) Principe de chromatographie.

Nous plaçons une feuille de papier chromatographique dans une cuve transparente en verre contenant un éluant. L'éluant est simplement un solvant (comme l'eau) qui par capillarité va monter lentement dans la feuille poreuse (comme dans le mur. cf. exemple précédent). Avant de mettre la feuille dans la cuve, nous traçons une ligne horizontale à 1 cm du bas de la feuille. que nous appellerons ligne de dépôt. Nous déposons ensuite une goutte d'un produit à analyser sur cette ligne. Attention, la goutte ne doit pas se trouver dans l'éluant. En général on mettra 3 à 4 mm de hauteur d'éluant dans la cuve. Nous plaçons le papier chromatographique dans la cuve. L'éluant monte progressivement entraînant avec lui les éléments chimiques présent dans la tache.

chromato.gif

Explication:

Puisque les taches ne sont pas à la même hauteur, c'est que les espèces chimiques différentes ne sont pas entraînées à la même vitesse par l'éluant dans la porosité du papier.
Le papier chromatographique permet donc de trier les espèces chimiques grâce à la hauteur atteinte. On peut donc mettre en évidence et séparer différents colorants.

Voir HS22G TP N°2 Que contient un soda : Les glucides et les colorants ?

V) Dosage de l'acide citrique présent dans le soda.

On utilise le principe du dosage acido-basique. C’est une manipulation qui consiste à faire réagir une base sur un acide (ou inversement). Elle permet de déterminer la concentration de l’acide connaissant celle de la base (ou inversement).
Dans un bécher, on dispose de la solution à doser. On connaît le volume de cette solution mais pas sa concentration.
Dans la burette, la concentration de la solution est connue avec un volume à déterminer grâce à la manipulation.
Le dosage acido-basique consiste à déterminer le volume de base à ajouter à la solution d’acide (ou inversement) de sorte qu’il y ait autant d’ion OH- apportés par la solution basique que d’ion H3O+ contenus dans la solution acide. On repère cette équivalence par un changement de couleur d’un indicateur coloré qui correspond à une évolution du pH.
On utilisera l’égalité CA.VA = CB.VB

Avec :
CA = la concentration de l’acide en mol/L
VA = le volume de l’acide en mL
CB = la concentration de la base en mol/L
VB = le volume de la base en mL

DOSAGE_HCl_par_NaOH.jpg

Voir HS22G TP N°3 Que contient un soda : Dosage de l’acide citrique ?

VI) Exercices.

1) Chromatographie sur couche mince de la menthe.

Après avoir lancé l'animation. Compléter le texte à trous.              

M J B

Au cours de l’expérience, l’éluant progresse vers le . L’éluant entraîne avec lui les espèces chimiques contenues dans les . Chaque espèce progresse à sa propre . L’espèce de couleur progresse plus vite que l’espèce de couleur . Le sirop de menthe donne deux de couleur et . Les tâches bleues ont toutes les deux migré au même , il en est de même pour les tâches .


2) Dosage de l'acide citrique dans un soda.

Répondre au questions.       

Le dosage acido-basique consiste à déterminer le volume de base à ajouter à la solution d’acide de sorte qu’il y ait autant d’ion OH- apportés par la solution basique que d’ion H3O+ contenus dans la solution acide. On repère cette équivalence par un changement de couleur de la phénolphtaléïne qui correspond à une évolution du pH. On utilisera l’égalité CA.VA = CB.VB
Avec :
CA = la concentration de l’acide en mol/L
VA = le volume de l’acide en mL
CB = la concentration de la base en mol/L
VB = le volume de la base en mL
Dosage1.jpg Dosage2.jpg

Avant le dosage

On remplit la burette avec la solution d’hydroxyde de sodium 0,02 mol/L, on ajuste le zéro.
A l’aide de la pipette jaugée munie de son système d’aspiration, on prélève 10 mL de solution contenue dans le bécher « soda » que l'on verse dans le bécher « dosage ». On ajoute 10 mL d’eau distillée dans le bécher « dosage » à l’aide de l’éprouvette graduée. On ajoute 5 gouttes de phénolphtaléïne.

Après le dosage

Le volume équivalent d’hydroxyde de sodium versé est de 15 mL.

Question 1: Identifier les valeurs suivantes.              

VA = mL. VB = mL CB = mol/L.

Question 2: Déterminer la concentration molaire CA (en mol/L) de l’acide citrique. Il faut mettre les valeurs correspondantes dans les bonne cases.              

CA =  CB x VB
━━━
VA


CA =   x 
━━━


CA = mol/L.

Question 3: Calculer la masse molaire moléculaire M de l’acide citrique de formule brute C6H8O7. On donne M(C) = 12 g/mol ; M(H) = 1 g/mol ; M(O) = 16 g/mol.              

La masse molaire moléculaire de l'acide citrique C6H8O7 est M = ( x ) + ( x ) + ( x ) =
+ + = g/mol.

Question 4: Calculer la concentration massique (Cm en g/L) de l’acide citrique en utilisant la relation Cm = CA x M. Il faut mettre les valeurs correspondantes dans les bonne cases.              

Cm = x = g/L.