Exercice 3 4 points
Un herbicide, ou désherbant, est une substance destinée à tuer les végétaux.
Pendant longtemps, le principe actif utilisé était le glyphosate, mais cette substance toxique, irritante
et écotoxique a été classée cancérigène, et est donc remplacée par une autre molécule : l’acide
pélargonique.
Le but de cet exercice est de vérifier l’indication de la concentration en masse d’acide pélargonique
figurant sur les flacons en vente dans les commerces spécialisés : 43,06 g·L
−1
.
Données diverses :
- l’acide pélargonique est le nom usuel de l’acide nonanoïque ;
- masse molaire de l’acide nonanoïque : 𝑀 = 158 g·mol
−1
;
- masse volumique de la solution d’herbicide :
r = 1,00 × 10
3 g·L
−1
.
Matériels et produits mis à disposition :
- agitateur magnétique avec un barreau aimanté ;
- pH-mètre et conductimètre étalonnés ;
- béchers de volumes divers, éprouvettes (50 mL ; 100 mL et 250 mL), erlenmeyers de
volumes divers, burette graduée, fioles jaugées (50,0 mL ; 100,0 mL et 200,0 mL), pipettes
jaugées (2,0 mL ; 5,0 mL ; 10,0 mL et 20,0 mL) ;
- solution d’hydroxyde de sodium (Na
+(aq) ;HO
−(aq)) de concentration en soluté apporté
C= 1,00 × 10
−2 mol⋅L
−1
;
- herbicide commercial ;
- eau distillée.
Pour cette expérience, on considère que la concentration en masse d’acide pélargonique est
déterminée avec une incertitude-type u(c
m) = 1,2 g·L
−1
.
Q1. Justifier le nom « acide nonanoïque » en nomenclature officielle de l’acide pélargonique.
La chaine carbonée, non ramifiée, compte 9 atomes de carbone.
La solution commerciale d’herbicide est trop concentrée pour pouvoir être titrée directement.
Q2. Proposer un protocole permettant de diluer la solution d’un facteur 10 en utilisant le matériel
mis à disposition.
Fiole jaugée de 50,0 mL contenant 1 /3 d'eau distillée.
Prélever 50 / 10 = 5,0 mL de solution mère à l'aide d'une pipette jaugée.
Verser dans la fiole jaugée et agiter.
Compléter avec de l'eau distillée jusqu'au trait de jauge. Agiter pour rendre homogène.
La solution diluée ainsi obtenue est notée « solution S ».
On réalise un dosage par titrage acido-basique de l’acide pélargonique contenu dans cette solution
par une solution d’hydroxyde de sodium .
Protocole expérimental :
- remplir convenablement la burette avec la solution titrante d’hydroxyde de sodium de
concentration C = 1,00 × 10
−2 mol⋅L
−1
;
- prélever un volume V
S= 5,0 mL de solution S et le verser dans un bécher ;
- placer l’électrode du pH-mètre et ajouter un peu d’eau pour l’immerger ;
- ajouter lentement la solution titrante dans le bécher en notant régulièrement les valeurs du pH.
L’équation de la réaction support du titrage est :
C
8H
17COOH(aq)+ HO
−(aq) → C
8H
17COO
−(aq)+ H
2O(l)
La courbe obtenue est donnée.
Q3. Définir l’équivalence d’un titrage.
A l'équivalence, les quantités de matière des réactifs sont en proportions stoechiométriques.
Q4. Déterminer la valeur du volume V
éq d’hydroxyde de sodium versé à l’équivalence. Faire
apparaitre la démarche.
Q5. Exploiter les résultats pour déterminer la concentration C en quantité d’acide pélargonique
dans la solution commerciale d’herbicide.
A l'équivalence : V
éq C =V
S C
S.
C
S =14,2 x0,0100 / 5,0 =2,8 10
-2 mol / L.
Tenir compte de la dilution : 2,8 10-2 x10 = 0,28 mol / L soit 0,28 x 158=44,2 g / L.
Q6. Vérifier si le résultat de ce titrage est cohérent avec l’indication du fabriquant.
z = |C - C
réf| /
u(cm) =|44,2 -43,06| / 1,2 =0,95 < 2, donc cohérence du résultat.
Titrage colorimétrique.
Il est également possible de réaliser un titrage colorimétrique de la solution S à l’aide d’un indicateur
coloré.
Q7. Choisir l’indicateur coloré adapté à ce titrage. Justifier.
Le pH du point équivalent (8,2 dans ce cas) doit appartenir à la zone de virage de l'indicateur coloré.
Donc indicateur TA, zone de virage (8,2 ; 9,8).
Q8. Préciser le changement de couleur observé à l’équivalence du titrage.
Incolore à rose.