Acide lactique dans le lait BTS bioanalyses et contrôles 2008.

L'acide lactique, en solution aqueuse, ne réagit pas totalement avec l'eau. C'est pourquoi on le qualifie d'acide faible. L'acide lactique sera symbolysé par AH et sa base conjuguée, l'ion lactate, par A-. Données : couple AH/ A-: Ka = 10-3,9 à 25°C ; masse molaire de l'acide lactique M= 90,0 g/mol. On dissout une quantité de matière n = 1,0 10-2 mol d'acide lactique dans un volume V= 100 mL d'eau distillée sans variation de volume. Calculer la concentration molaire C0 en acide lactique. C0 = n(mol) V(litre) = 1,0 10-2 0,1 = 0,10 mol/L. Ecrire l'équation de la réaction entre l'acide lactique et l'eau. AH + H2O = A- + H3O+. Calculer le pH de la solution obtenue. avancement (mol) AH + H2O = A- + H3O+ initial 0 n = 0,01 solvant en large excès 0 0 en cours x 0,01-x x x à l'équilibre xéq 0,01-xéq xéq xéq Ka = [A-][H3O+] [AH] [A-]=[H3O+] = xéq V = xéq 0,1 = 10 xéq [AH] = 0,01-xéq V = 0,01- xéq 0,1 =0,1- 10 xéq 10-3,9 =1,26 10-4 = 100 xéq2 (0,1-10xéq) d'où : 100xéq2 -1,26 10-4(0,1-10xéq)=0 ; xéq2 + 1,26 10-5 xéq - 1,26 10-7=0 Résolution de l'équation du second degré : D = 5,041 10-7 ; xéq= 3,49 10-4. [H3O+] = 10 xéq = 3,49 10-3mol/L pH = - log [H3O+] = -log 3,49 10-3 =2,46.  Le pH moyen d'un lait frais est égal à 6,7. Donner l'expression littérale du rapport [A-] / [AH] dans le lait frais étudié puis calculer sa valeur. pH = pKa + log [A-] [AH] d'où log [A-] [AH] = pH-pKa = 6,7-3,9 = 2,8 [A-] [AH] =102,8 = 6,3 102 En déduire quelle est, entre A- et AH, l'espèce prépondérante dans un lait frais. [A-] = 630 [AH], donc l'ion lactate prédomine. A pH supérieur à pKa, la forme base conjuguée prédomine.   Web www.chimix.com La teneur en acide lactique d'un lait est un critère de fraîcheur. Si la teneur dépasse 5,0 g/L, le lait caille. Pour un lait frais, cette teneur se situe autour de 1,7 g/L. Après quelques jours de conservation du lait, on veut tester son acidité. Pour cela on procède à un titrage par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration molaire C= 1,00 10-1 mol/L. La prise d'essai du lait est V'= 20,0 mL et le volume de solution aqueuse d'hydroxyde de sodium versé à l'équivalence est VE= 13,1 mL. Ecrire l'équation de la réaction de dosage. AH + HO- = A- + H2O. Etablir l'expression littérale de la concentration C' en acide lactique dans la prise d'essai. Calculer C'. Quantité de matière d'acide lactique (mol) = volume (L) * concentrtation (mol/L) nAH = V'C'. Quantité de matière d'hydroxyde de sodium versé à l'équivalence : nHO- = VEC. A l'équivalence les quantités de matière des réactifs mis en présence sont en proportions stoechiométriques. nAH = nHO- conduit à : V'C' = VEC.   C' = VEC V' = 13,1*0,1 20 = 6,55 10-2 mol/L En déduire la teneur ( g/L) d'acide lactique dans la prise d'essai. C' M(AH) = 6,55 10-2*90 = 5,90 g/L. Conlure sur l'état de fraîcheur du lait après quelques jours de conservation. Ce n'est plus un lait frais : ce lait est caillé.

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